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什么是自然生物降解

定義

       根據國家標準 GB/T 20197 – 2006, 生物降解由生物活動引起的降解, 尤其是酶的作用引起材料化學結構的顯著變化。由于材料被微生物或某些生物作為營養源而逐步消解,導致質量損失、性能如物理性能下降等, 并最終導致材料被分解成成分較簡單的化合物或單質, 如二氧化碳（CO? ）或/和甲烷（CH?）、水（H?O）及其所含元素的礦化無機鹽以及新的生物質。


最終需氧生物分解


       在有氧條件下, 材料最終被微生物分解為二氧化碳（CO? ）、水（H?O）及其所含元素的礦化無機鹽以及新的生物質


最終厭氧生物分解


      在厭氧條件下, 材料最終被微生物分解為二氧化碳（CO? ）或/和甲烷（CH?）、水（H?O）及其所含元素的礦化無機鹽以及新的生物質


自然生物降解


        在不需要額外的降解設備要求下把傳統塑料改變為可以被降解技術。這技術突破了傳統石油基塑料不能自然降解的限制。透過加入微量有機微生物吸引劑到傳統塑料里就能夠吸引微生物對該塑料產生生物酶。部分微生物的生物酶能破壞塑料的高份子結構。微生物透過消化塑料而得到所需要的能量,并且在塑料的表面形成生物膜, 加速微生物的繁殖速度。這降解技術在不會影響塑料產品的物理性能或特性下使傳統塑料變得像其他有機物質一樣能夠在厭氧堆埋場,厭氧消化器， 海洋環境下降解。在測試方面主要根據不同環境, 在厭氧環境下會根據國家標準的 GB/T 33797–2017 (塑料--在高固體份堆肥條件下最終厭氧 生物分解能力的測定 采用分析測定 釋放生物氣體的方法)或者是歐盟標準的 EN 15985 : 2014 (Plastics — Determination of the ultimate anaerobic biodegradation under high-solids anaerobic-digestion conditions — Method by analysis of released biogas)。在海洋環境下則以ASTM D6691 : 2017 (Standard Test Method for Determining Aerobic Biodegradation of Plastic Materials in the Marine Environment by a De?ned Microbial Consortium or Natural Sea Water Inoculum) 為測試標準。


自然降解技術的優點是:


1. 能夠在垃圾填區中/厭氧消化器/海洋環境下降解環境下自然地進行生物降解：測試根據 ASTM D5511 /GB/T 33797 或 ASTM D6691, 證明整個降解過程不需要額外的設備和能量。


2. 清潔再生能源：若在厭氧情況下進行分解, 過程中只產生二氧化碳，沼氣和生物質（腐殖質），沼氣將被收集成為清潔能源, 這有幫于減低塑料的碳足跡。


3. 減低海洋污染物 : 當今塑料廢物的問題是它存在于我們的海洋和生活環境中。造成海洋塑料廢物的原因之一是沿海國家的垃圾填埋區管理不當。若塑料產品在短時間內生物降解，就會降低塑料在海洋中的風險。


4. 清潔安全：生物降解過程完成后無任何有毒殘留物。就像分解普通有機物一樣。微生物將繼續吃掉處理過的塑料，直到沒有任何東西被消耗，其余的材料都是天然的。測試并通過 OECD 207 和 OECD 208 測試。


5. 塑料的物理性質沒有變化：這是一種基于酶的技術，因此不會影響塑料的性能。


6. 無需更換生產設備：在生產過程不需要添加設備，只需使用傳統的混料機。


7. 應用范圍：這技術適用于 PVC，PET，PP，PO，PE，PC，PS 等大部分石油基聚合物類型。


8. 可回收：該微量有機化學物不影響塑料的可回收, 而且可以在不添加任何設備下進入傳統的回收系統。


9. 保質期: 加入降解成份的塑料產品在一般使用情況下保質期并不會被影響。產品不會因為光線或熱力而碎片化。產品只會在充滿微生物的環境下如上文所說的堆埋場，厭氧消化器, 海洋等地方才會開始降解。所以不需要擔心產品的使用壽命。


10. 延長堆埋場壽命 : 堆埋場的使用壽命與處理垃圾的體積成反比。即每天填埋的垃圾越多, 那堆埋場的使用壽命也就越短。由于自然降解技術能夠使塑料產品在堆埋場環境下降解, 這樣不旦能夠產生清潔能源，也能通過把塑料降解漸漸減低塑料垃圾的體積。間接地延長了堆埋場的使用壽命。


缺點:


1. 不適合一般泥土 : 由于整個過程完全依賴微生物作用, 而大部份淺層土壤里的微生物都不能產生可以消化塑料的生物酶，所以在一般土壤下該塑料的降解速度并不顯著。


2. 降解速度略慢 : 就是在最理想的堆埋場環境下，自然降解方法也較于工業堆肥的速度為慢。工業堆肥要求塑料產品于攝氏 58-60 度, 濕度 50% 環境下在180 天內降解90%。但自然降解需要大約 1- 5 年才能把塑料產品完全降解。降解速度會被塑料產品的厚度所影響。


3. 缺乏市場認證 : 目前只有測試標準，可以證明加入了添加劑的產品能夠在厭氧堆埋場, 厭氧消化器，海洋環境下降解，但并沒按照這降解方法而設的降解速度要求標準。


4. 由于自然降解添加劑的添加方法與氧化降解的添加方法一樣，所以容易被誤會為氧化降解添加劑，但完全不是。


應用


由于自然生物降解技術能夠廣泛地在不同的類型的塑料上使用:


       在一次性產品: 塑料包裝薄膜、農用薄膜、一次性塑料袋、一次性塑料餐具、垃圾袋、一次性塑料袋、食品包裝、快遞包裝袋、膠紙、產品包裝袋等等。有部分一次傳統塑料產品已經在長期的測試報告中顯示可以在厭氧環境下完全降解。


       在生活用品上如, 衣服用合成纖維、鞋底、手機機殼、家具等等也適合使用。根據研究, 海洋里的微塑膠主要是合成纖維出來的。所以已經有國外品牌在衣服合成纖維上使用了這個技術。經 ASTMD6691 海洋環境測試，合成纖維能夠在 889 天內降解74%，這樣可大大減少微塑膠對生態鏈的長期影響。

在工業上如電子產品里需要大量塑料，現時并沒有其他降解技術可以在這個領域幫助工程塑料進行降解， 所以這是一個有著巨大潛力的新型降解技術。