一种基于碳13同位素法测定可降解塑料降解率的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于碳13同位素测定可降解塑料降解率的方法与系统，涉及可降解材料技术领域，包括步骤：通过测定获取实验土壤和各可降解塑料的碳13同位素值；根据是否在实验土壤中混入目标可降解塑料分别设置为实验组和对照组；提取实验组和对照组预设重量的土壤分别放入透明容器作为实验容器和对照容器；获取预设温度、预设含水量、预设遮光度、密封条件下各容器在培养一个周期后的二氧化碳量和碳13同位素值；于二氧化碳和碳13同位素的含量差值获取目标可降解塑料对二氧化碳总释放量的相对贡献并计算降解率。本发明专利技术能有效区分可降解塑料和有机碳分解生成的二氧化碳，进行可降解塑料降解速率的精准计算。解塑料降解速率的精准计算。解塑料降解速率的精准计算。

【技术实现步骤摘要】
一种基于碳13同位素法测定可降解塑料降解率的方法


[0001]本专利技术涉及可降解材料
，具体涉及一种基于碳13同位素法测定可降解塑料降解率的方法。

技术介绍

[0002]农田推广应用可降解薄膜是减少塑料残留量、降低“白色污染”风险的有效措施。根据国际(ISO 17556)、美国(ASTM D5988)和我国(GB/T 35795)的全生物降解薄膜标准，土壤中可降解塑料在两年内的分解率≥90％。然而，国内外当前主要通过测定残膜质量或者土壤CO2释放量估算可降解塑料的降解效率。其中，前者忽略了可降解塑料破碎化产生的微塑料，高估了可降解塑料的降解效率；而后者未考虑土壤有机碳激发效应，可能高估或低估了可降解塑料的降解效率。而准确测量可降解塑料的降解速率对于可降解塑料的生产研发起到很关键的指导作用，因此本专利技术所要解决的问题就是如何在低成本的情况下准确的获得可降解塑料的降解速率。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中的问题，本专利技术提出了一种基于碳13同位素法测定可降解塑料降解率的方法，包括步骤：
[0004]S1：通过测定获取实验土壤和各可降解塑料的碳13同位素值；
[0005]S2：根据是否在实验土壤中混入目标可降解塑料分别设置为实验组和对照组；
[0006]S3：提取实验组和对照组预设重量的土壤分别放入透明容器作为实验容器和对照容器，并设置一空的透明容器为基准容器；
[0007]S4：获取预设温度、预设含水量、预设遮光度、密封条件下各容器在培养一个周期后的二氧化碳量和碳13同位素值；
[0008]S5：基于二氧化碳和碳13同位素的含量差值获取目标可降解塑料对二氧化碳总释放量的相对贡献；
[0009]S6：根据相对贡献获取目标可降解塑料的降解速率。
[0010]进一步地，所述S1步骤中，实验土壤选用与目标可降解塑料的碳13同位素值区间不同的土壤。
[0011]进一步地，所述S5步骤中，二氧化碳总释放量中还包括有机碳分解生成的二氧化碳。
[0012]进一步地，所述相对贡献通过如下公式获取：
[0013][0014]式中，f为目标可降解塑料对二氧化碳总释放量的相对贡献，
为实验血清瓶中二氧化碳总释放量的碳13同位素值，为对照血清瓶中二氧化碳总释放量的碳13同位素值，δ
13
C
bio
‑
plastic
为目标可降解塑料的碳13同位素值。
[0015]进一步地，所述S6步骤中，降解速率通过如下公式获取：
[0016][0017]式中，D
bio
‑
plastic
为降解速率，为实验血清瓶中二氧化碳总释放量。
[0018]本专利技术还提出了一种基于碳13同位素法测定可降解塑料降解率的系统，包括：
[0019]同位素测定单元，用于通过测定获取实验土壤和各可降解塑料的碳13同位素值；
[0020]土壤混合单元，用于在实验土壤中混入目标可降解塑料并设置为实验组，同时以未混入目标可降解塑料的实验土壤为对照组；
[0021]实验对照单元，用于提取实验组和对照组预设重量的土壤分别放入透明容器作为实验容器和对照容器，同时设置一空的透明容器为基准容器，并在预设温度、预设含水量、预设遮光度、密封条件下培养各容器一个周期；
[0022]数据获取单元，用于获取各容器在培养一个周期后的二氧化碳量和碳13同位素值；
[0023]数据计算单元，用于根据二氧化碳和碳13同位素的含量差值获取目标可降解塑料对二氧化碳总释放量的相对贡献，并根据相对贡献获取目标可降解塑料的降解速率。
[0024]进一步地，所述同位素测定单元中，实验土壤选用与目标可降解塑料的碳13同位素值区间不同的土壤。
[0025]进一步地，所述数据获取单元中，二氧化碳总释放量中还包括有机碳分解生成的二氧化碳。
[0026]进一步地，所述数据计算单元中，相对贡献通过如下公式获取：
[0027][0028]式中，f为目标可降解塑料对二氧化碳总释放量的相对贡献，为实验血清瓶中二氧化碳总释放量的碳13同位素值，为对照血清瓶中二氧化碳总释放量的碳13同位素值，δ
13
C
bio
‑
plastic
为目标可降解塑料的碳13同位素值。
[0029]进一步地，所述降解速率通过如下公式获取：
[0030][0031]式中，D
bio
‑
plastic
为降解速率，为实验血清瓶中二氧化碳总释放量。
[0032]与现有技术相比，本专利技术至少含有以下有益效果：
[0033](1)本专利技术所述的一种基于碳13同位素法测定可降解塑料降解率的方法，以相对稳定的碳13同位素作为降解判定基础，能够有效区分可降解塑料和有机碳分解生成的二氧化碳，从而准确的进行可降解塑料降解速率的计算；
[0034](2)选用与目标可降解塑料不同碳13同位素值的土壤作为实验土壤，避免了为了区分土壤中有机碳和可降解塑料分解产生的二氧化碳所需要的同位素标记，大大减省了实
验成本。
附图说明
[0035]图1为一种基于碳13同位素法测定可降解塑料降解率的方法步骤图；
[0036]图2为一种基于碳13同位素法测定可降解塑料降解率的系统结构图。
具体实施方式
[0037]以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0038]实施例一
[0039]考虑到现有技术中对于可降解塑料的降解率测定主要是依托于残膜质量或者土壤二氧化碳释放量，由于微塑料或者有机碳激发效应，存在降解率测定评估不准的问题，因此，如图1所示，本专利技术提出了一种基于碳13同位素法测定可降解塑料降解率的方法，包括步骤：
[0040]S1：通过测定获取实验土壤和各可降解塑料的碳13同位素值；
[0041]S2：根据是否在实验土壤中混入目标可降解塑料分别设置为实验组和对照组；
[0042]S3：提取实验组和对照组预设重量的土壤分别放入透明容器作为实验容器和对照容器，并设置一空的透明容器为基准容器；
[0043]S4：获取预设温度、预设含水量、预设遮光度、密封条件下各容器在培养一个周期后的二氧化碳量和碳13同位素值；
[0044]S5：基于二氧化碳和碳13同位素的含量差值获取目标可降解塑料对二氧化碳总释放量的相对贡献；
[0045]S6：根据相对贡献获取目标可降解塑料的降解速率。
[0046]基于碳13同位素的失踪技术可以精确测定碳13同位素标记后可降解塑料的降解速率，然而由于合成可降解塑料的碳13同位素标记的单体造价昂贵，难以常态化投入使用。基于此，本专利技术提出先对实验土壤和可降解塑料的碳13同位素值进行测定，而后根据目标可降解塑料的碳13同位素值进行不同碳13本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于碳13同位素法测定可降解塑料降解率的方法，其特征在于，包括步骤：S1：通过测定获取实验土壤和各可降解塑料的碳13同位素值；S2：根据是否在实验土壤中混入目标可降解塑料分别设置为实验组和对照组；S3：提取实验组和对照组预设重量的土壤分别放入透明容器作为实验容器和对照容器，并设置一空的透明容器为基准容器；S4：获取预设温度、预设含水量、预设遮光度、密封条件下各容器在培养一个周期后的二氧化碳量和碳13同位素值；S5：基于二氧化碳和碳13同位素的含量差值获取目标可降解塑料对二氧化碳总释放量的相对贡献；S6：根据相对贡献获取目标可降解塑料的降解速率。2.如权利要求1所述的一种基于碳13同位素法测定可降解塑料降解率的方法，其特征在于，所述S1步骤中，实验土壤选用与目标可降解塑料的碳13同位素值不同的土壤。3.如权利要求1所述的一种基于碳13同位素法测定可降解塑料降解率的方法，其特征在于，所述S5步骤中，二氧化碳总释放量中还包括有机碳分解生成的二氧化碳。4.如权利要求3所述的一种基于碳13同位素法测定可降解塑料降解率的方法，其特征在于，所述相对贡献通过如下公式获取：式中，f为目标可降解塑料对二氧化碳总释放量的相对贡献，为实验血清瓶中二氧化碳总释放量的碳13同位素值，为对照血清瓶中二氧化碳总释放量的碳13同位素值，δ
13
C
bio
‑
plastic
为目标可降解塑料的碳13同位素值。5.如权利要求4所述的一种基于碳13同位素法测定可降解塑料降解率的方法，其特征在于，所述S6步骤中，降解速率通过如下公式获取：式中，D
bio
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plastic
为降解速率，为实验血清瓶中二氧化碳总释放量。6.一种基于碳13...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞永祥，刘鑫慧，王娟，姚槐应，
申请(专利权)人：宁波北仑中科海西产业技术创新中心，
类型：发明
国别省市：