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生物降解分析
GB/T19277.1

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一、实验目的   模拟在强烈需氧堆肥的条件下,测定实验材料的最终需氧生物分解能力和质量损失,并确定实验材料的崩解程度。 二、实验原理   生物基材料在微生物的作用下,消耗氧气分解产生二氧化碳、水等无机物,产生的二氧化碳通过高精度红外传感器进行实时监测。样品实际二氧化碳释放量与该样品理论二氧化碳释放量的百分比,即为生物降解率。   当试验结束时,可以用于确定实验材料的崩解程度,也用于测定实验材料的质量损失。 三、实验仪器         四、实验材料   1、蒸馏水   2、腐熟堆肥(3-4个月肥龄,托摩根生物提供)   3、薄层色谱级(TLC)纤维素   4、1mol氢氧化钠溶液   5、0.1mol稀硫酸溶液   6、变色硅胶 五、实验步骤   1、准备堆肥   称取托摩根生物出品的足量的堆肥,堆肥肥龄为3-4个月的腐熟堆肥,湿度在55%-60%,pH为7.0-9.0之间。   2、准备实验材料和参比材料   实验材料的型式包括粒状、粉末状、薄膜、或简单形状(比如哑铃型)。每一件试样的最大表面积大约为2cm×2cm 如果试样原件超过该尺寸,则应加以减小,也可以使用研磨仪,将试样研磨成粉末状用于检测。   使用薄层色谱级(TLC)纤维素作为正控制参比材料,粒度小于20μm。   3、开始实验   3.1 接通M9000的电源,设定温度58℃,开启内循环,开始加热;   3.2 按照下表所示,在反应瓶中加入对应的物质。           注:反应瓶体积为2L;混合物约占反应瓶体积的3/4。   3.3 在9个脱碳瓶内分别加入300ml 1mol/L的氢氧化钠溶液;   3.4 在9个除氨瓶内分别加入300ml 1mol/L的稀硫酸溶液;   3.5 将反应瓶、脱碳瓶、除氨瓶分别放在对应的卡槽位点,固定好,然后用硅胶软管连接试验体系;   3.6 打开主机、电脑记录数据;   3.7 开启曝氧通气,调节气体流量计,建议气流量设定在10-25ml/L;   3.8 试验周期不超过6个月,如果还能观测到明显的生物分解现象,则试验期应当延长到恒定平稳阶段为止。   4、结束实验   4.1 如果要测定实验材料的质量损失,则称量每一个反应瓶中试验混合物的质量;   4.2 从每个反应瓶中取出试验混合物,测定总干固体和挥发性固体;   4.3 记录实验材料性状的直观观察结果的详细情况,以确定其崩解程度。   5、结果的有效性   5.1 45天后参比材料的生物分解百分率超过70%;   5.2 试验结束时,各组中每个反应体系的生物分解百分率之间的相对偏差不超过20%;   5.3 在实验前10天,空白容器中接种物产生50mg CO2/g挥发性固体(平均值)至150mg CO2/g挥发性固体(平均值)。 六、结果计算   1、计算二氧化碳的理论释放量   按照以下公式计算实验材料的理论二氧化碳释放量(ThCO2),以(g)表示: 式中:   MTOT表示实验开始时加入反应瓶中实验材料的总干固体,单位为(g)   CTOT表示实验材料中总有机碳与总干固体的比,单位为克每克(g/g)   44和12分别表示二氧化碳的分子量和碳的原子量   2、计算生物分解百分率   每个试验周期采用下式根据累计释放的二氧化碳量,计算实验材料的生物分解百分率DT(%);         式中:   (CO2)T表示每个含有实验混合物的反应瓶累计释放的二氧化碳量,单位为克每个容器(g/容器)   (CO2)T表示空白容器累计释放的二氧化碳量的平均值,单位为克每个容器(g/容器)   ThCO2表示实验材料产生的理论二氧化碳量,单位为克每个容器(g/容器)   如果每个结果的相对偏差小于20%,则计算平均生物分解百分率,否则,单独使用每个反应瓶的数值。   使用同样的方法计算参比材料的生物分解率。   3、计算质量损失   根据挥发性固体含量,按照GB/T 19277.1的附录C计算质量损失。 七、实验报告   材料降解实验报告        实验结果:        有效性判断依据:   45d后参比材料的生物分解百分率是否>70%?   □是              □否   试验结束时不同容器的参比材料的生物分解百分率的相对偏差是否<20%?   □是              □否   试验前10d内空白容器产生的二氧化碳量的平均值是否在50mg CO2/g挥发性固体至150mg CO2/g挥发性固体?   □是              □否   根据释放出二氧化碳量计算的生物分解百分率   实验材料或参比材料:                       TOC:         g/g  ThCO2:        g/容器         (CO2)B——实测空白试验产生的累计二氧化碳量;   (CO2)t——在t时间实测的试验材料或参比材料所产生的累计二氧化碳量。   计算:                根据有机物质量损失计算的生物分解百分率   实验材料:                          参比材料:                                        缩写:com=接种物,mat=试验材料,mix=试验材料和接种物的试验混合物,ves=试验容器,wat=水   下标:w=潮湿材料,d=总干固体,v=挥发性固体,d/w=总干固体与潮湿材料质量之比,v/d=挥发性固体与总干固体之比,deg=分解的试验材料,f=实验容器,s=试验开始,e=试验结束,y=空试验容器(空重),a=增加检查,add=加的水,B=空白(仅接种物),m=试验材料和接种物的混合物,mean=平均值。按照挥发性固体计算生物分解率:Dv=matdeg×100/matvfs
GB/T19277.2

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一、实验目的   在受控堆肥化条件下,通过测定其排放的二氧化碳量来确定其最终需氧生物分解能力。 二、实验原理   生物基材料在微生物的作用下,消耗氧气分解产生二氧化碳、水等无机物,产生的二氧化碳被吸收塔吸收,用二氧化碳吸收装置质量的变化测量反应塔所释放的二氧化碳量。样品实际二氧化碳释放量与该样品理论二氧化碳释放量的百分比,即为生物降解率。 三、实验仪器       四、实验材料    五、实验步骤   1、堆肥的制备   称取托摩根生物出品的足量的堆肥,堆肥肥龄为3-4个月的腐熟堆肥,湿度在55%-60%,pH为7.0-9.0之间。   2、准备海沙   将海沙浸泡在清水中。通过沉淀的方式除去漂浮杂质,充分冲洗海沙,排干水分并在105℃左右将其烘干。   加入适当去离子水,调节水分湿度达到15%左右。   3、准备实验材料和参比材料   将实验材料用研磨仪液氮冷冻研磨成粉末,最大颗粒的粒径不能超过250μm。   使用薄层色谱级(TLC)纤维素作为正控制参比材料,粒度小于20μm。   4、开始实验   3.1 在脱碳柱内加入足量的碱石灰;   3.2 在饱和蒸汽发生瓶内加入适量的去离子水;   3.3 在除氨瓶内加入适量的稀硫酸溶液;   3.4 在除湿塔内加入足量的硅胶和污水氯化钙;   3.5 在吸收塔内加入足量的钠石灰和钠滑石;   3.6 按照下表所示,在反应瓶中加入对应的物质。         3.7 接通moda-9的电源,设定温度58℃,开始加热;   3.8 开启曝氧通气,调节气体流量计,建议气流量设定在10-30ml/L;   3.9 定期取吸收塔,称量吸收塔重量,并详细记录吸收塔重量的变化;   4、结束实验   最大实验周期为6个月。   当二氧化碳释放量达到稳定阶段后并预计没有更进一步的生物分解时,结束实验。   5、结果的有效性   5.1 试验结束时,参比材料的生物分解百分率超过60%;   5.2 试验结束时,各组中每个反应体系的生物分解百分率之间的相对偏差不超过20%;   5.3 在实验前10天,空白容器中接种物产生50mg CO2/g挥发性固体(平均值)至150mg CO2/g挥发性固体(平均值)。 六、结果计算   1、计算二氧化碳的理论释放量   按照以下公式计算实验材料的理论二氧化碳释放量(ThCO2),以(g)表示:                    式中:   MTOT表示实验开始时加入反应瓶中实验材料的总干固体,单位为(g)   CTOT表示实验材料中总有机碳与总干固体的比,单位为克每克(g/g)   44和12分别表示二氧化碳的分子量和碳的原子量   2、计算生物分解百分率   每个试验周期采用下式根据累计释放的二氧化碳量,计算实验材料的生物分解百分率DT(%);                  式中:   (CO2)T表示每个含有实验混合物的反应瓶累计释放的二氧化碳量,单位为克每个容器(g/容器)   (CO2)T表示空白容器累计释放的二氧化碳量的平均值,单位为克每个容器(g/容器)   ThCO2表示实验材料产生的理论二氧化碳量,单位为克每个容器(g/容器)   如果每个结果的相对偏差小于20%,则计算平均生物分解百分率,否则,单独使用每个反应瓶的数值。   使用同样的方法计算参比材料的生物分解率。 七、实验报告   材料降解实验报告         实验结果:         有效性判断依据:   45d后参比材料的生物分解百分率是否>70%?   □是              □否   试验结束时不同容器的参比材料的生物分解百分率的相对偏差是否<20%?   □是              □否   试验前10d内空白容器产生的二氧化碳量的平均值是否在50mg CO2/g挥发性固体至150mg CO2/g挥发性固体?   □是              □否   根据释放出二氧化碳量计算的生物分解百分率   实验材料或参比材料:                  TOC:       g/g  ThCO2:       g/容器         (CO2)B——实测空白试验产生的累计二氧化碳量;   (CO2)t——在t时间实测的试验材料或参比材料所产生的累计二氧化碳量。   计算:              
GB/T19276.1

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一、实验目的   测定样品在水性培养条件下的最终需氧生物分率。 二、实验原理   在水性系统中利用好氧微生物来测定实验材料的生物分解率。   在25℃条件下,通过电解供氧,密闭式反应,通过库伦法测定耗氧量,用于确定样品的生化需氧量。   实际生物需氧量与理论需氧量的百分比,即为生物降解率。 三、实验仪器         四、实验材料   1、蒸馏水   2、自制腐熟堆肥(3-4个月肥龄)   3、纤维素   4、碱石灰   5、无水硫酸铜   6、无机盐溶液A定容至1000ml:   KH2PO4(无水)8.5g;   K2HPO 4(无水)21.75g;   Na2HPO4·2H2O 33.4g;   NH4CI :0.5g   7、无机盐溶液B:溶解MgSO4·2H2O  22.5g于水中,定容至1000ml;   8、无机盐溶液C:溶解CaCI2·2H2O  36.4g于水中,定容至1000ml;   9、无机盐溶液D:溶解FeCI3·6H2O  0.25g于水中,定容至1000ml;   10、溶液E:取3ml溶液A,0.3ml溶液B,0.3ml溶液C,0.3ml溶液D,定容至300ml;   五、实验步骤   1、接种物的准备   在每100ml溶液E中加入10g未经灭菌的堆肥,振荡混合均匀,然后静置30min,用粗糙多孔的滤纸过滤悬浮液,将滤液倒入反应瓶中,以得到菌种浓度(V/V)为1%-5%的接种物。   2、实验材料和参比材料的准备   2.1 称取适量的样品,将样品用研磨仪冷冻研磨成粉末,用于实验。   2.2 使用苯胺、微结晶纤维素粉末或有明确定义的可生物分解的聚合物作为正控制参比材料。   3、开始实验   3.1 将空气瓶、电解瓶、反应瓶分别放到对应的卡槽内;   3.2 接通电源,设定25℃,开启内循环,开始加热;   3.3  T9000空气平衡实验8小时;   3.4  T9000空载漏气实验12小时;   3.5 将空载漏气试验后的反应瓶塞打开;   3.6 按如下表格将接种物及材料装入反应瓶中并混匀;          注:反应瓶容积为500ml;测量瓶内的pH值,将其调至pH=7。   3.7 将碱石灰加入玻璃托盘内,并将托盘固定到实验瓶内盖上;   3.8 将1-9号反应瓶塞插入反应瓶内,旋紧反应瓶盖,以防止漏气;   3.9 开放U型管旋钮(做到U型管两端气压与大气压一致),平衡4小时;   3.10关闭U型管旋钮(反应体系与大气关闭,但上下U型管两端气压一致),平衡2h;   3.11关闭U型管旋钮(U型管两端关闭)并开始实验;   4、结束实验   最大实验周期为6个月。   当生化需氧量达到稳定阶段后并预计没有更进一步的生物分解时,结束实验。   在试验结束时,立即测定反应瓶中硝酸盐和亚硝酸盐的浓度,或者取适当样品保存待测。用这些值去修正由于硝化作用所产生的生物分解程度的偏差。   5、结果的有效性   只有试验符合下列事项,才可以认为有效:   5.1 试验结束时,参比材料的生物分解百分率>60%;   5.2 在试验结束时每只堆肥容器的生物分解百分率之间的相对偏差不超过20%;   5.3 在实验结束时,空白组的BOD不超过依据经验值的上限。 六、结果的计算   1、计算理论耗氧量   相对分子质量为Mr的化合物CcHhClclNnSsPpNanaOo,如果已知它的化学组成或者可以经过元素分析测得时,可用下式计算ThOD:           此计算假设碳转化为二氧化碳,氢转化成水,磷转化成五氧化二磷,硫转化成正六价氧化状态,卤素以卤化氢形式脱除。氮磷硫的氧化物必须经过分析确认,此计算还假设氮成为硝酸盐、亚硝酸盐。   2、计算单位实验材料的实际耗氧量          式中:   BODS表示单位实验材料的BOD值,以每克实验材料的毫克数表示,单位为毫克/克(mg/g)   BODt表示在时间t时包含实验材料的反应瓶的BOD值,单位为毫克/升(mg/L)   BODBt表示在时间t时空白反应瓶的BOD值,单位为毫克/升(mg/L)   PTC表示反应瓶中实验材料的浓度,单位为毫克/升(mg/L)   按照下式计算生物分解百分率(Dt):            如果每个结果的相对偏差小于20%,则计算平均生物分解百分率,否则,单独使用每个反应瓶的数值。   以同样的方式计算参比材料的生物分解百分率。
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一、实验目的   测定样品在水性培养条件下的生物分率。 二、实验原理   在水性系统中利用好氧微生物来测定实验材料的生物分解率。   在25℃条件下,通过电解供氧,密闭式反应,通过电导率法测定二氧化碳释放量。   实际二氧化碳释放量与理论二氧化碳释放量的百分比,即为生物降解率。 三、实验仪器        四、实验材料   1、蒸馏水   2、自制腐熟堆肥(3-4个月肥龄)   3、纤维素   4、1mol 氢氧化钠溶液   5、无水硫酸铜   6、无机盐溶液A定容至1000ml:   KH2PO4(无水)8.5g;   K2HPO 4(无水)21.75g;   Na2HPO4·2H2O 33.4g;   NH4CI :0.5g   7、无机盐溶液B:溶解MgSO4·2H2O  22.5g于水中,定容至1000ml;   8、无机盐溶液C:溶解CaCI2·2H2O  36.4g于水中,定容至1000ml;   9、无机盐溶液D:溶解FeCI3·6H2O  0.25g于水中,定容至1000ml;   10、溶液E:取3ml溶液A,0.3ml溶液B,0.3ml溶液C,0.3ml溶液D,定容至300ml; 五、实验步骤   1、接种物的准备   在每100ml溶液E中加入10g未经灭菌的堆肥,振荡混合均匀,然后静置30min,用粗糙多孔的滤纸过滤悬浮液,将滤液倒入反应瓶中,以得到菌种浓度(V/V)为1%-5%的接种物。   2、实验材料和参比材料的准备   2.1 称取适量的样品,将样品用研磨仪冷冻研磨成粉末,用于实验。   2.2 使用苯胺、微结晶纤维素粉末或有明确定义的可生物分解的聚合物作为正控制参比材料。   3、开始实验   3.1 将空气瓶、电解瓶、反应瓶、吸收瓶分别放到对应的卡槽内;   3.2 接通电源,设定25℃,开启内循环,开始加热;   3.3 T9000空气平衡实验8小时;   3.4 T9000空载漏气实验12小时;   3.5 将空载漏气试验后的反应瓶塞打开;   3.6 按如下表格将接种物及材料装入反应瓶中并混匀;           注:反应瓶容积为500ml;测量瓶内的pH值,将其调至pH=7。   3.7 将1-9号反应瓶塞插入反应瓶内,旋紧反应瓶盖,以防止漏气;   3.8 开放U型管旋钮(做到U型管两端气压与大气压一致),平衡4小时;   3.9关闭U型管旋钮(反应体系与大气关闭,但上下U型管两端气压一致),平衡2h;   3.10关闭U型管旋钮(U型管两端关闭)并开始实验;   4、结束实验   最大实验周期为6个月。   当生化需氧量达到稳定阶段后并预计没有更进一步的生物分解时,结束实验。   在试验结束时,立即测定反应瓶中硝酸盐和亚硝酸盐的浓度,或者取适当样品保存待测。用这些值去修正由于硝化作用所产生的生物分解程度的偏差。   5、结果的有效性   只有试验符合下列事项,才可以认为有效:   5.1 试验结束时,参比材料的生物分解百分率>60%;   5.2 在试验结束时每只堆肥容器的生物分解百分率之间的相对偏差不超过20%;   5.3 在实验结束时,空白组的二氧化碳释放量不超过依据经验值的上限。 六、结果的计算   1、计算二氧化碳的理论释放量   按照以下公式计算实验材料的理论二氧化碳释放量(ThCO2),以(g)表示:         式中:   m表示实验开始时加入反应瓶中实验材料的总干固体,单位为(g)   XC表示实验材料中总有机碳与总干固体的比,单位为克每克(g/g)   44和12分别表示二氧化碳的分子量和碳的原子量   2、计算生物分解百分率   每个试验周期采用下式根据累计释放的二氧化碳量,计算实验材料的生物分解百分率DT(%); 式中:   (CO2)T表示每个含有实验混合物的反应瓶累计释放的二氧化碳量,单位为克每个容器(g/容器)   (CO2)T表示空白容器累计释放的二氧化碳量的平均值,单位为克每个容器(g/容器)   ThCO2表示实验材料产生的理论二氧化碳量,单位为克每个容器(g/容器)   如果每个结果的相对偏差小于20%,则计算平均生物分解百分率,否则,单独使用每个反应瓶的数值。   使用同样的方法计算参比材料的生物分解率。
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