可生物降解塑料是如何分解的?
当我们在阅读EN 13432、GB/T 19277.1、GB/T 19811等可降解材料生物降解测试标准以及依照标准进行降解试验时,会经常遇到“碳氮比(C/N)”的概念。它是塑料生物堆肥降解测试中的一个重要参数,直接决定了堆肥降解的效率。
为什么C/N很重要?
在堆肥中,微生物通常需要四种基本元素作为营养物质:碳C、氮N、磷P、钾K。这其中,C和N便是最重要的两种营养元素。
微生物如细菌本身由C和N组成,通常比例为8:1。为了生长和繁殖,它们需要碳来维持自身结构和获得能量,而需要氮来合成原生质如蛋白质。
如果C/N和其他条件合适,中温微生物会在中等温度下生长,开始分解堆肥中的有机物质,比如可降解塑料材料,并在过程中产生热量。这些微生物在20到45℃的温度下活性最好。
中温微生物随后被高温微生物所取代,高温微生物在高温下茁壮成长。高温可杀死堆肥中的病原体和杂草种子,可降解材料迅速分解,加速了堆肥过程的这一阶段。
C/N直接影响微生物分解有机物的速度,进而决定发酵速度和堆腐产品的质量。若添加过多的碳,氮元素供应不足,堆肥过程就会减慢,延长发酵过程,产生二氧化碳多,高温持续时间长。如果氮太多,微生物繁殖会因为能量不足而受到抑制,导致分解缓慢且不彻底,氮会以氨的形式流失,同时会导致难闻的气味排放污染环境。
富含碳的材料可以为堆肥堆提供其他功能。比如,木屑有助于构建结构,而纸张和纸板等材料有助于吸收分解过程中产生的渗滤液。
获得一个良好的C/N不仅仅是高效堆肥,它还可以帮助环境。根据《Practical Compost Engineering》(Haug,1993),从高氮源释放的氨可以被贫氮材料中的微生物捕获合成,而不是释放到大气中。
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