[发明专利]用于检测高分子材料在海洋环境中的好氧生物降解性能的方法

说明书

本发明公开了一种用于检测高分子材料在海洋环境中的好氧生物降解性能的方法，其包括如下步骤：(i)提供待检测的高分子材料样品和海水样本；(ii)对所述海水样本中的微生物进行调控，将微生物数量调控为10³‑10⁷CPU/mL；(iii)将待检测样品置于步骤(ii)调控后的海水样本中，在好氧环境下进行降解试验，持续预定时长；(iv)定期测定降解产生的CO₂累计释放量，根据CO₂气体释放量随降解时间的变化评价所述高分子材料的生物降解性能。本发明通过调控海水样本中的微生物，能够更好地模拟真实海水降解环境，缩短降解检测时间，推断出所检测的材料在真实海水中可能达到的最大降解速率，因而有利于实验室高效准确地评价高分子材料在真实海水环境中的降解性能。

技术领域

本发明涉及对高分子材料的生物降解性能的评价，具体而言，本发明涉及检测高分子材料在海洋环境中的好氧生物降解性能。

背景技术

微生物是影响聚酯等高分子材料在海洋环境中的生物降解速率的决定性因素。当海水中存在聚酯等高分子材料生物降解所需的特异性微生物时，高分子材料发生生物降解，降解速率随微生物数量增加而增大，当所需的特异微生物不存在时，聚酯等高分子材料只能在水中进行缓慢的非酶水解，不能完成最终的生物降解过程。

真实海水环境中微生物种类和数量分布随海区、深度均有变化，除了近海区特别是内湾和河口区微生物密度略大，每毫升一般可分离到10²～10³个细菌菌落，有时超过10⁶个以外，在深海海水中，微生物种类和数量都很少，每毫升深海海水有时很可能分离不出一个细菌菌落。

鉴于微生物数量、种类以及环境温度诸多因素的影响，同一材料在不同区域自然海水中实际降解性能降解率都会有差异，即使在同一区域，不同季节，不同时间段，同一材料在自然海水中实际降解性能降解率都会存在巨大差异。

在现有的针对塑料降解性能的检测标准(例如ASTM标准及国标)中，所采用的水体来自天然海水，或者在实验室配置的盐水中加入特定种类的微生物，未对水体中的微生物数量和种类进行调控，由于未能考虑降解环境中存在的诸多变量，同一材料在自然海水中检测到的降解性能和降解率会存在巨大差异，因此，无法真实反映海水环境下的降解性能。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种检测高分子材料在海洋环境中的好氧生物降解性能的改进方法，该方法通过调控海水样本中的微生物种类和数量，在模拟真实的海洋环境的同时使高分子材料的提高降解速率、缩短降解时间。

本发明的检测高分子材料在海洋环境中的好氧生物降解性能的方法包括如下步骤：

(i)提供待检测的高分子材料样品和海水样本，其中，所述海水样本含有微生物以及无机养分；

(ii)将所述海水样本中的微生物数量调控为10³-10⁷CPU/mL；

(iii)将待检测样品置于步骤(ii)调控得到的海水样本中，在好氧环境下进行降解试验，持续预定时长；

(iv)定期测定降解产生的二氧化碳累计释放量，根据二氧化碳气体释放量随降解时间的变化评价所述高分子材料的生物降解性能。

在本发明的一些实施方式中，步骤(ii)通过富集、培养或者稀释来调控所述海水样本中的微生物数量，将其调控为10³-10⁷CPU/mL。