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嘉峪检测网 2022-06-02 22:02
近年来国内外新发布的降解材料产品标准，基本上都对生态毒性提出了指标要求；而在检测方法方面，生态毒性试验一般可分为植物毒性试验和动物毒性试验（蚯蚓试验）。本文带您了解相关的产品标准要求以及具体的植物、动物毒性试验测试方法。
01.生态毒性试验要求
生物降解材料中的生态毒性指的是可降解产品堆肥化后，堆肥对植物的生长或动物的存活是否产生负面影响，其目的是和正常堆肥比较，降解产品融入了堆肥投入环境后，植物生长和动物存活的情况。
在近几年来新发布的国内外标准中，基本上都明确规定了生态毒性试验的指标及要求，详见表1。
▲ 表1 国内外主要降解产品标准对生态毒性的要求
02.植物毒性
国外可堆肥降解产品标准ISO17088和ASTM D6400在2021年的更新版中明确规定了植物毒性试验要求（试样堆肥的出芽率和生物质量与空白堆肥比值≥90%）。中国国家标准GB/T 18006.3-2020 《一次性可降解餐饮具通用技术要求》和GB/T 41010-2021《生物降解塑料与制品》均规定了对植物毒性试验结果的要求。
根据规定的标准测试方法（EN 13432：2000附录E），将崩解试验后粒径小于10mm的堆肥（包括对照组和试样组）与自然土壤分别按25%和50%（质量比或体积比）混合，选用两种不同的植物种植，每组进行三个平行样测定，每个平行样用到100颗植物种子。试验要求见表2。
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植物1 |
植物2 |
植物1 |
植物2 |
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对照组 25% （三平行） |
对照组 25% （三平行） |
试样组 25% （三平行） |
试样组 25% （三平行） |
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对照组 50% （三平行） |
对照组 50% （三平行） |
试样组 50% （三平行） |
试样组 50% （三平行） |
▲ 表2 植物毒性试验建立
值得注意的是，在附录E提到的植物类型是从经合组织标准OECD 208（Organization for EconomicCo-operation and Development）在1984年发布的版本中选取。
▲ 图 1 EN 13432附录E对种植植物品种的选择要求
从下表中列出的三类植物中选取其中两类，每类选取其中的一种进行试验。例如第一种植物选择第1类中的小麦，第二种植物可选择第2类中的大白菜。
▲ 图 2 OECD 208植物毒性试验可选择种植种类（中英文）
培育结束后，测试每组的植物出芽数和植物干重，若试样组与对照组的比值≥90%则视为通过试验。在更新的ISO 17088-2021中，加入浓度仅测试50%，且每组平行样数量增加至4个。整体试验周期一般不超过1个月，在标准环境（光照、温度、湿度等）下，通过植物生长情况能直观观测到可降解样品通过堆肥对环境的影响。
03.动物毒性（蚯蚓毒性）
除了植物毒性试验的要求，澳大利亚标准AS 4736对降解产物的蚯蚓试验结果明确要求存活率≥90%，且存活蚯蚓与试验初蚯蚓质量之比应≥90%，测试方法参考ASTM E 1676。另外，在新版国标GB/T 41010-2021和国际标准ISO 17088:2021中，蚯蚓试验也是可堆肥降解产品的必测项目。
蚯蚓试验沿用植物毒性试验的方法，将粒径小于10 mm 的堆肥（包括对照组和试样组）与自然土壤分别按25%和50%（质量比或体积比）混合，每组使用三个平行样品进行试验，每个平行样中放置10条蚯蚓（品种：Eisenia Fetida）。试验设置见表3。
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实验开始 t(start) |
≥2周 培养周期 |
试验结束 t(end) |
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对照组 25% （三平行） |
试样组 25% （三平行） |
对照组 25% （三平行） |
试样组 25% （三平行） |
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对照组 50% （三平行） |
试样组 50% （三平行） |
对照组 50% （三平行） |
试样组 50% （三平行） |
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▲ 表 3 蚯蚓毒性试验安排
在ISO 17088-2021中，要求进行急性和慢性蚯蚓毒性试验，测试方法分别为ISO 11268-1和ISO 11268-2。在标准环境（光照、温度、湿度等）下，通过蚯蚓的存活结果可直接反映出可降解产品的堆肥产物对环境的影响。比较两个试验的测试周期和内容，急性试验一般至少需要2周时间培育，慢性试验的培育周期则长达56天。试验结束后，测试试样组和对照组中存活的蚯蚓数量以及蚯蚓质量：试样组存活的蚯蚓数量与对照组存活的蚯蚓数量的比值≥90%视为通过。对于慢性试验，试验结束后如出现蚯蚓后代，还需另外分别清点试样组和对照组的后代数量：试样组存活的后代数量与对照组存活的后代数量比值≥90%方可视为通过。
04.结语
生态毒性试验作为可降解材料测试的最后环节需要满足的技术指标，分别通过植物的生长和蚯蚓的存活情况来模拟评估可降解产品进入环境后的影响。通过崩解率和生态毒性两个试验项目，不仅了解可降解产品在堆肥条件下的崩解性能，还可以评估对环境的影响。
新发布的国家标准GB/T 18006.3-2020、以及ISO 17088:2021均对降解产品的生态毒性给出了具体要求，植物毒性试验具体测试方法为EN 13432附录E和OECD 208；蚯蚓毒性试验测试方法主要有ASTME 1676、ISO 11268-1: 2012。
可降解材料生产企业除了需要关注材料本身的降解性能、崩解性能外，还需要评估其产物投入环境后的影响，确保产品能够全面符合国内外标准的最新要求，生产出绿色、环保、安全的可降解产品。
参考文献：
【1】GB/T 18006.3-2020一次性可降解餐饮具通用技术要求
【2】EN 13432: 2000 Packaging—Requirements for packaging recoverable through compostingand biodegradation—Test scheme and evaluation criteria for the final acceptanceof packaging
【3】OECD 208: 1984 TerrestrialPlants, Growth Test
【4】GB/T 41010-2021 生物降解塑料与制品降解性能及标识要求
【5】ASTM E 1676 StandardGuide for Conducting Laboratory Soil Toxicity or Bioaccumulation Tests with theLumbricid Earthworm Eisenia Fetida and the Enchytraeid Potworm Enchytraeus albidus
【6】ISO 11268-1-2012Soil quality — Effects of pollutants on earthworms — Part 1 Determination ofacute toxicity to Eisenia fetidaEisenia Andrei
【7】ISO 11268-2-2012Soil quality — Effects of pollutants on earthworms — Part 2 Determination ofeffects on reproduction of EiseniafetidaEisenia andrei
来源：食品接触材料科学
