Patrizia Sadocco

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Cristiano Lazzari
8 anni fa
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1 Biodegradabilità dei materiali Patrizia Sadocco Stazione Sperimentale Carta, Cartoni e Paste per Carta SSCCP. Rivolto all intera filiera materiali cartari, includendo: cartiere, trasformatori, utilizzatori, distribuzione, consumatori. Servizi analitici - consulenze. Ricerca applicata. Laboratori SSCCP: Processo produttivo cartario. Qualità prodotto. Conformità degli imballaggi al contatto con alimenti. Ambiente. Biotecnologie. Microbiologia microscopia (compreso testing della biodegradabilità). 2 1

Rivolto all intera filiera materiali cartari, includendo: cartiere, trasformatori, utilizzatori, distribuzione, consumatori.

2 Concetto di -Biodegradabilità- Biodegradabilità dei Materiali: Bio-degradazione nell ambiente di materiali prodotti dall uomo. Bio-degradazione nell ambiente: Tutti i materiali sono potenzialmente biodegradabili, È solo una questione di condizioni ambientali e tempo considerato,.. oppure tempo che ci si può permettere... BIODEGRADABILITA : concetto relativo! Risoluzione dei comitati tecnici di standardizzazione: Per materiali sintetici prodotti dall uomo la biodegradabilità deve essere dimostrata e riferita ad ambienti ben definiti e a tempi accettabili, garantendo di evitare qualsiasi effetto dannoso/nocivo su organismi viventi e piante. 3 polimero Biodegradabilità: definizione ufficiale. aerobico (+O 2 ) CO 2 + H 2 O microrganismi anaerobico (-O 2 ) CH 4 + CO 2 + biomassa e sali minerali Biodegradabilità ultima: - COMPLETA degradazione di un composto chimico organico (polimero) ad opera di microrganismi in presenza di ossigeno ad: anidride carbonica, acqua e sali minerali (mineralizzazione) e nuova biomassa oppure in assenza di ossigeno ad: anidride carbonica, metano, sali minerali e nuova biomassa - Obiettivo biodegradabilità ultima dei materiali: Garantire impatti ambientali sostenibili dei materiali biodegradabili prodotti dall uomo rispetto le generazioni presenti e future: Evitare l accumulo nell ambiente dei residui di materiali sintetici prodotti dall uomo. 4 2

.. BIODEGRADABILITA : concetto relativo!

3 Materiali Biodegradabili.. perché? Biodegradabilità: proprietà funzionale 5 Vantaggi: riduzione dell impatto sull ambiente per casi ben specificati. Alla fine del suo uso/applicazione il manufatto può essere lasciato nell ambiente evitando i costi di raccolta / recupero. Diretta applicazione nell ambiente (es. suolo / acque) Vantaggi? Gestione dei rifiuti: manufatti a fine vita. Produzione di compost / biogas Agricoltura. Acquacultura. rilascio intenzionale/accidentale Recupero organico: - compostaggio, - digestione anaerobica. 6 3

Alla fine del suo uso/applicazione il manufatto può essere lasciato nell ambiente evitando i costi di raccolta / recupero.

4 Vantaggi: Materiali Biodegradabili, perché? -Utili ed economiche applicazioni di manufatti nell ambiente (suolo, acqua) garantendo sostenibilità ambientale. -Utilizzo di vie di recupero organico dei rifiuti per lo smaltimento dei manufatti a fine vita e produzione di prodotti ad alto valore aggiunto quali compost e biogas. Rilascio i intenzionale i e/o accidentale nell ambiente. Assolutamente da scongiurare in quanto perdita di risorse e impatto evitabile sull ambiente. 7 La biodegradabilità dei materiali va dimostrata con prove di laboratorio in ambienti e tempi specifici. 8 4

-Utilizzo di vie di recupero organico dei rifiuti per lo smaltimento dei manufatti a fine vita e produzione di prodotti ad alto valore aggiunto

5 Determinazione della biodegradabilità: Test di laboratorio ufficiali Impianti di compostaggio Biodegradabilità ultima: EN1446; ASTM D5338; ISO14855; Disintegrazione: EN 1445; EN1486; ISO; ISO Impianti digestione anaerobica ISO ASTM D5511 Suolo Materiali Biodegradabili Impianti di trattamento acque reflue ISO ASTM D 5988 Acque libere: marine e acque dolci ASTM D6691, D6692, D721 ISO , ASTM D59 9 Analisi della Biodegradabilità ultima / intrinseca di un materiale - Il test analitico deve provare: La capacità intrinseca dei microrganismi a immettere nei propri cicli metabolici il materiale sottoposto ad analisi e cioè a riconoscerlo come nutriente. Di conseguenza: I test analitici adottano condizioni di saggio che garantiscono un attività metabolica ottimale dei microrganismi: - materiale polverizzato per aumentare la superficie di contatto, - dispersione ottimale del materiale in un ambiente ad alta concentrazione microbica, -temperatura, umidità e presenza/assenza di ossigeno ottimali. Misura di... Processi aerobici: produzione CO2 oppure consumo di O2 Processi anaerobici: produzione di CO2 e CH4. 1 5

D6692, D721 ISO 14851-14852, ASTM D59 9 Analisi della Biodegradabilità ultima / intrinseca di un materiale - Il test analitico deve provare: La capacità intrinseca dei microrganismi a immettere nei

6 Biodegradabilità ultima in compost. Metodo di analisi: EN 1446, ISO Biodegradabilità ultima in compost. Metodo di analisi: EN 1446, ISO Il test misura: la completa trasformazione del materiale in analisi in CO 2 e acqua. Reattori da 3 litri. Temperatura: 58 C Campione macinato: (<1mm). Campione miscelato con compost maturo come fonte di batteri degradativi. Areazione continua con aria umidificata. Prove in triplo. Durata del test: 3 6 mesi. Limite richiesto: 9 % degradazione a CO 2 e acqua entro un max di 6 mesi. 12 6

Reattori da 3 litri. Temperatura: 58 C Campione macinato: (<1mm).

7 Biodegradabilità ultima in compost 1 % C conversion to CO 2 CO O 2 biodegradation curve 2 8 biodegradation degree 65% 6 4 lag-phase degradation phase plateau phase Compost & Test Material time (d) 13 Biodegradabilità in compost. Alcuni risultati. PLA SAMPLE. Food tray A. Biodegradability in compost PLA SAMPLE. Food tray V. Biodegradability in compost % bi odegradability % biodegradability % Avicel 1 Avicel 2 Avicel 3 PLA_A1 PLA_A2 PLA_A3 Avicel 1 Avicel 2 Avicel 3 PLA_V1 PLA_V2 PLA_V3 11, 1, 9, 1 % biodegradab bility 8, 7, 6, 5, 4, 3,, 1,, % BIODEG DAYS Reference Avicel 1 Reference Avicel 2 Reference Avicel 3 Starch_Based film_1 Starch_Based film_2 Turning Reference Avicel 1 Reference Avicel 2 Polyester_1 Polyester_2 Turning 14 7

Biodegradability in compost % bi odegradability 115 15 95 85 75 65 55 45 35 25 15 5-5 1 3 4 5 6 7 8 % biodegradability % 115 15 95 85 75 65 55 45 35 25 15 5-5 1 3 4 5 6 7 8 Avicel 1 Avicel 2 Avicel 3

8 Biodegradabilità in compost. Alcuni risultati. Biodegradability Plastic Bag 1 % biodegradazione giorni Avicel 1 Avicel 2 Avicel 3 Bag_1 Bag_2 Bag_3 Biodegradability in compost. Shopper Biodegradability Plastic bag. % biodegradab bility % biodegrad dability Avicel 1 Avicel 2 Avicel 3 Shopper_1 Shopper_2 Shopper_3 Avicel 1 Avicel 2 Avicel 3 Bag_1 Bag_2 Bag_3 Turning 15 Biodegradabilità in compost. Shopper di carta. Biodegradabilità del campione "Shopper in Carta" 1 9 % biodegradazione giorni Avicel 1 Avicel 2 Avicel 3 Shopper Carta_1 Shopper Carta_2 Shopper Carta_3 Rimescolamento 16 8

9 Test di biodegradabilità ultima in compost. Concetto... La biodegradabilità ultima dimostrata con il test di laboratorio non implica necessariamente che il materiale sarà completamente mineralizzato durante un ciclo del processo di compostaggio su scala industriale... Ma serve a garantire che: qualsiasi residuo del manufatto rimasto nel compost finale, dopo il processo industriale di compostaggio, non n si accumulerà nel suolo, ma avrà la potenzialità intrinseca di essere completamente biodegradato in un lasso di tempo accettabile. 17 Test di Biodegradabilità ultima in suolo, ISO Campione miscelato a suolo. Condizioni aerobiche. Temperatura: -28 C Durata test: 6 12 mesi. Biodegradability in soil of bioplastics 1 9 dability % biodegrad A 1 A 2 Avicel_1 Avicel_2 B 1 B

10 Biodegradabilità in acqua. ISO Flusso aria Flusso aria Trappola H 2 O Reattore Trappola H 2 O Trappola CO 2 Campione disperso o solubilizzato + inoculo a fanghi attivi Temperatura: 28 C Durata test: 1 mese Microrganismi: fanghi attivi Biodegradabilità (%) Biodegradabilità in ambiente acquoso 1, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3,, 1,, Tempo (giorni) W MM_1 W MM_2 Na Benzoato_1 Na Benzoato_2 19 Grazie dell attenzione! psadocco@sperimentalecarta.it it 1

inoculo a fanghi attivi Temperatura: 28 C Durata test: 1 mese Microrganismi: fanghi attivi Biodegradabilità (%)

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