GBT 22047-2026 土壤中塑料材料最终需氧生物分解能力的测定 采用测定密闭呼吸计中需氧量或测定释放的二氧化碳的方法标准立项发展报告

土壤中塑料材料最终需氧生物分解能力的测定采用测定密闭呼吸计中需氧量或测定释放的二氧化碳的方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:DeterminationoftheUltimateAerobicBiodegradabilityofPlasticMaterialsinSoilbyMeasuringtheOxygenDemandinaClosedRespirometerortheAmountofCarbonDioxideReleased摘要关键词：生物可降解塑料；需氧生物分解；土壤环境；密闭呼吸计；二氧化碳释放量；标准修订；ISO17556一、引言1.1研究背景塑料材料的大规模生产和广泛使用在为人类社会带来巨大便利的同时，也造成了日益严重的环境污染问题。据统计，截至2025年，全球塑料累计产量已超过100亿吨，其中绝大多数未被有效回收利用，大量塑料废弃物进入土壤、河流和海洋等自然环境，形成持久性污染。在这一背景下，生物可降解塑料被普遍视为缓解塑料污染的重要技术路径之一，各国纷纷出台政策推动其研发与应用。中国作为全球最大的塑料生产国和消费国，近年来高度重视塑料污染治理工作。2020年，国家发展改革委与生态环境部联合印发《关于进一步加强塑料污染治理的意见》（发改环资〔2020〕80号），明确提出"推广使用可降解购物袋"等要求；2021年，《"十四五"塑料污染治理行动方案》（发改环资〔2021〕1298号）进一步强调要"科学稳妥推广塑料替代产品"，并明确要求"建立健全可降解塑料标准体系和检测能力"。2023年，工业和信息化部等九部门联合印发《关于推动生物降解材料产业发展的若干意见》，提出到2027年建立较为完善的生物降解材料标准体系。上述政策文件的陆续出台，充分表明完善可降解塑料测试评价标准体系已成为国家层面的迫切任务。1.2标准修订的必要性GB/T22047-2008《土壤中塑料材料最终需氧生物分解能力的测定采用测定密闭呼吸计中需氧量或测定释放的二氧化碳的方法》是我国首部针对土壤环境中塑料材料需氧生物分解性能测定的国家标准，自发布实施以来，在可降解塑料的研发、检测与评价中发挥了重要作用。然而，随着十余年来生物可降解材料品种不断丰富、检测技术水平持续提升、国际标准体系加速更新，该标准在技术内容、方法精度和适用性等方面已难以完全适应当前需求。国际标准化组织（ISO）于2019年发布了ISO17556:2019《塑料——土壤中最终需氧生物分解能力的测定——通过测定密闭呼吸计中需氧量或测定释放的二氧化碳量》，取代了ISO17556:2012版本。新版ISO标准在试验条件控制、接种物选择、数据判定规则等方面进行了多项技术修订，提升了测试方法的科学性和可操作性。为保持我国标准与国际标准的同步性，推动检测结果国际互认，亟需对GB/T22047-2008进行修订。此外，当前我国可降解塑料市场快速扩张，但部分产品存在"伪降解""假降解"乱象，市场上标注"可降解"的产品质量良莠不齐。亟需通过修订该标准，为市场监管和产品认证提供更加科学可靠的技术依据。二、标准编制依据与修订原则2.1编制依据本标准的修订工作依据《中华人民共和国标准化法》及相关法规要求开展，遵循标准化工作"统一性、协调性、适用性、规范性"的基本原则。在技术内容上，本标准修改采用ISO17556:2019《Plastics—DeterminationoftheultimateaerobicbiodegradabilityofplasticmaterialsinsoilbymeasuringtheoxygendemandinaclosedrespirometerortheamountofCO₂released》，同时结合我国土壤环境特征、可降解塑料产业发展现状和国内实验室检测能力等实际情况，对标准的适用条件和技术细节进行了适当调整。2.2修订原则标准修订工作坚持以下原则：一是国际对接原则，以ISO17556:2019为基础框架，促进国内外标准衔接和检测结果互认；二是科学性原则，遵循生物降解过程的基本规律，确保试验方法能够准确反映塑料材料在土壤环境中的实际生物分解行为；三是适用性原则，充分考虑我国不同区域土壤类型差异和实验室装备水平，合理设置试验条件范围；四是规范性原则，严格按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》要求进行编写。三、标准主要技术内容解析3.1范围界定本标准适用于以碳为主要成分的塑料材料及塑料制品，规定了其在土壤（包括堆肥土壤）中最终需氧生物分解能力测定的试验方法。所谓"最终需氧生物分解"，是指塑料材料在有氧条件下被微生物完全分解为二氧化碳、水和新的微生物细胞物质（及无机盐等）的过程。方法的核心在于通过定量测定塑料材料在土壤中降解过程中消耗的氧气量或释放的二氧化碳量，结合材料中总有机碳含量，计算其生物分解率。3.2方法原理本标准确立的试验原理为：将待测塑料材料与土壤混合后置于密闭呼吸计中，在受控的恒温（通常为20℃~28℃）、恒定湿度且有氧条件下进行培养。塑料材料在土壤微生物作用下发生生物分解，消耗氧气并释放二氧化碳。通过连续或定期测定呼吸计内的氧气消耗量（需氧量法）或释放的二氧化碳累积量（二氧化碳释放量法），获得材料在试验周期内的生物分解进程曲线。将实际测得的耗氧量或二氧化碳释放量（经空白组扣除后）与根据材料总有机碳含量计算的理论需氧量或理论二氧化碳释放量相比，即可求得材料的生物分解百分率。两种测定原理互为补充：需氧量法直接反映降解过程中的电子转移情况，适合低有机碳含量样品；二氧化碳释放量法直接度量碳的矿化程度，在实际应用中使用更为普遍。标准允许实验室根据设备条件选取其中一种方式进行测定。3.3试验材料与装置试验土壤：标准对试验用土壤的类型、采集处理、储存条件以及基本理化性质提出了明确要求。测试时可选自然土壤或堆肥土壤，粒度要求为过筛孔径不超过2mm，且不应含有可见的植物残体等杂物。所取土壤如不能立即使用，需在特定条件下储存，以保证微生物群落的活性与稳定性。土壤的pH、有机质含量、含水量等参数应予以记录并在试验报告中说明。土壤使用前需调节至试验设定含水量，即达到土壤最大持水量的40%~60%左右，以保证最佳微生物活性。密封容器（呼吸计）：标准对密闭呼吸计的材质、密封性能和容积均有规定。呼吸计主体可使用玻璃或不锈钢制成，以保证气密性良好。根据培养方式的不同，可采用培养瓶与呼吸计分离的结构，或直接在密闭容器中培养。容器容积应留有足够顶空，以保障氧气供应并便于气体分析取样。试验样品：待测塑料材料可为粉末、薄膜、颗粒或制品碎片等多种形态。标准建议样品比表面积尽量大且均匀，以利于微生物的附着与作用。必要时可将塑料材料进行粉碎或研磨处理。试验样品用量需根据其有机碳含量及呼吸计容积确定，以确保测量灵敏度。对样品应准确测定总有机碳（TOC）含量、干固体含量等参数。试验设置样品组、空白组（仅含土壤，不加塑料）以及参比组（使用纤维素等已知可生物分解材料）等不同处理组，每组建议设置不少于3个平行样。3.4试验步骤与关键参数培养条件：试验在恒温条件下进行，培养温度一般控制在20℃~28℃范围（常用25℃±1℃）。应避免阳光直射，保持培养环境通风良好。培养时间最长可达6个月，实际操作中通常持续至生物分解进入平台期。当分解率达到plateau（平台期）或者试验持续超过设定时限时即可终止。测定频次：初始阶段因微生物适应期（延滞期）的存在，分解速率较慢，测定间隔可适当放宽；进入快速分解阶段后应适当加密测定频次。标准建议在试验系统趋于稳定后，至少每周测定一次；必要时可每日测定。分解率计算：标准给出了需氧量法和二氧化碳释放量法两种分解率计算公式，分别基于实际耗氧量（或CO₂释放量）扣除空白值后与理论耗氧量（或CO₂理论释放量）的比值。其中理论值由样品的总有机碳含量经化学计量关系换算求得。试验有效性判定：标准规定，参比材料（如纤维素）在试验结束时的生物分解率应达到60%以上，方可确认试验系统有效。否则，应排查试验条件的合理性并重新试验。此外，空白组的耗氧量或CO₂释放量应保持合理水平，以反映土壤自身呼吸背景。3.5结果表述与报告试验结果以生物分解百分率随培养时间变化的曲线形式给出，并报告试验结束时的最终生物分解率。在特定的试验条件下，如试验结束时生物分解率达到70%以上或已达到分解平台（连续两次测定差值小于一定范围），可判定该材料在本试验条件下达到"最终需氧生物分解"的要求。试验报告应包括：材料的详细描述、试验土壤的来源与理化特性、试验条件（温度、含水量、培养时长）、平行样品的测定结果及标准偏差等信息。四、主要修订内容说明本标准较上一版本（GB/T22047-2008）在以下关键方面进行了完善和更新：（1）等同采用最新国际标准版本。本标准修改采用ISO17556:2019，使我国在该领域的测试方法与国际同步更新。该版本在土壤湿度调节、试验温度选择、呼吸计系统校准等细节上较原版本有了更为精确的规定。（2）细化了试验用土壤的要求。原版对土壤的描述较为笼统，本次修订对土壤采集方式（取样深度、季节）、预处理（去除石子与植物残体、过筛）、贮存条件等做了更细致的规定，并补充了土壤性质分析的项目要求和推荐测定方法，提高了试验的可重复性和实验室间比对的一致性。（3）优化了样品前处理要求与计算细节。针对不同形态塑料材料（粉末、薄膜、颗粒等）的前处理给出了更清晰的技术指引；在计算公式方面，对理论需氧量及CO₂理论释放量的计算方法做了更精确的表述，规范了含碳量测定以及水分、灰分校正等操作细节。（4）增强了试验有效性验证要求。明确规定了基于参比材料分解率的试验有效性判据，也对空白呼吸水平的合理性范围给出了建议参考值，有助于检测机构准确评估每批次试验的可靠性。五、主要参与修订单位介绍本标准的修订工作由全国塑料制品标准化技术委员会（SAC/TC48）提出并归口，由北京工商大学轻工业塑料加工应用研究所作为主要起草单位牵头组织修订。以下就该核心单位做简要介绍：北京工商大学轻工业塑料加工应用研究所是我国从事塑料加工与应用研究的权威科研机构之一，长期承担塑料制品标准化技术支撑工作，是全国塑料制品标准化技术委员会（TC48）秘书处所在单位。该研究所设有国家塑料制品质量监督检验中心（北京），是我国最早开展生物可降解塑料检测与评价研究的机构之一，具备先进的降解试验装备和经验丰富的科研检测团队。近年来，该研究所先后承担了多项国家重点研发计划项目和国家市场监管总局技术支撑项目，主导和参与制修订了GB/T20197《降解塑料的定义、分类、标志和降解性能要求》、GB/T38082《生物降解塑料购物袋》等一批重要的降解塑料国家标准和行业标准。在国内外核心期刊发表降解塑料领域学术论文百余篇，积累了坚实的研究基础和技术实力。在本标准的修订过程中，北京工商大学轻工业塑料加工应用研究所联合国内多家检验机构、科研院所和生产企业的专家组成标准修订工作组，系统收集并分析了国内外相关标准和文献资料，组织开展了实验室间比对试验和方法验证工作，为标准技术内容的科学性和可操作性提供了充分的技术支撑。六、标准实施意义与展望GB/T22047-2026的修订发布具有多方面的重要意义：第一，完善标准体系，填补技术缺口。本标准的修订进一步完善了我国生物可降解塑料的标准体系。结合已有的GB/T19277（水培养系统法）、GB/T19276（水性培养液法）、GB/T38737（受控堆肥条件下）等系列标准，我国已构筑起从水性环境、堆肥环境到土壤环境的较为完整的生物分解性能测试标准矩阵。土壤环境作为塑料进入陆地生态系统的重要归宿，相关测试标准的修订补齐了该环境场景的技术缺口。第三，助力塑料污染治理和生态文明建设。通过建立可靠的土壤环境降解评价方法，可科学评估可降解塑料在土壤中的归趋和环境风险，为科学制定一次性塑料制品替代策略和废弃塑料的环境管理决策提供技术基础，服务于国家污染防治攻坚战和"双碳"战略目标。第四，提升国际标准对接水平。本标准修改采用ISO17556:2019，保证我国土壤塑料降解测试方法与国际通行做法保持一致，有利于我国降解塑料产品走向国际市场，促进检测结果在各国间的互认，减少贸易技术壁垒。展望未来，建议在标准实施过程中及时跟踪ISO相关标准的修订动态并适时开展复审。同时，应根据实际应用需求，加快研制配套的土壤中塑料崩解程度测定标准以及针对特定应用场景（如地膜、育苗钵等农业塑料制品）的降解评价标准，形成从"材料-level的实验室降解性能"到"制品-level的实际应用环境降解行为"的多层级评价体系，为我国可降解材料产业的持续健康发展提供更为完善的标准化技术支撑。参考文献[1]国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会.土壤中塑料材料最终需氧生物分解能力的测定采用测定密闭呼吸计中需氧量或测定释