生物基材料在生产、销售和使用过程中,容易存在以假乱真、偷梁换柱的风险。为对生物基产品进行严格的质量监管,保障产品生物基碳含量的真实性、准确性和可追溯性对于产业健康有序发展至关重要。国外已有较多政府或非政府机构推出了多种生物基碳认证计划或认证标签,并授权第三方机构对样品进行严格检验。产品中生物基碳含量达到所申请标签规定的质量标准,即可获得此类标签的官方认证。可以说,生物基碳的认证是生物基产品进入市场的通行证,也是消费者识别生物基产品的最重要标识。
不同国家和地区已相继推出了当地的生物基碳认证计划或标签。据统计,目前全球范围内已诞生约20 种生物基认证标签,不同的认证标签适用的产品范围、产品需要达到生物基碳限值及测试所依据的标准不尽相同。其中,以北美和欧洲的认证标签认可度较高。例如,美国农业部颁布的生物优先计划(USDA BioPreferred Program)、比利时TüV AUSTRIA 公司创立的OK biobased 认证标签,以及德国DINCERTCO 认证组织开创的DIN-Gepruft 生物基认证标签。以下就部分认证简介。
(1)USDA 生物优先计划
USDA 生物优先计划(U. S. Department of Agriculture’s BioPreferred Program)是由美国农业部(USDA)于2002年根据相关法案建立,该计划针对生物基产品。USDA生物有限计划的目标是提高消费者识别生物基产品能力,为农产品提供新市场,进而提升生物基产品的市场使用潜力。
USDA生物优先计划为美国联邦机构提供生物优先产品目录,目前该目录共有139种产品类别,包括洗涤剂、地毯、润滑剂和油漆,涉及到的原料、中间体全部或大部分为由生物产品组成的材料。每个产品类别都有特定的生物基含量最低限制。若产品不属于任何一类,那么该产品生物基含量高于25%视为合格。
USDA生物优先计划的测试依据标准ASTM D6866,该标准采用放射性碳-14法对产品进行测试。申请成功者可在其商品和营销材料商贴USDA Certified Biobased Product标签,并附有产品实际的生物基含量百分比。该生物基成分声明经第三方认证,并受到美国农业部严格监管。
(2)UL 9798标签
UL 9798 生物基含量认证是由专业从事安全科学事业的UL美华公司创立的认证计划,其宗旨在于促进全球化可持续发展、环境保护和健康安全。UL 9798 认证的适用产品范围包括原材料、半成品和成品,涉及建筑材料、化学品、塑料和电子产品等多个领域。UL 9798 的官方测试标准同样是遵循标准ASTM D6866。
(3)OK Biobased 计划
OK Biobased 认证计划是由比利时的测试认证机构TüV AUSTRIA 集团在2009 年启动的生物基低碳产品环保标签,是欧盟最权威的生物基材料认证标签,旨在对生物基产品的可再生性进行独立评估。OK Biobased 认证计划适用于有机碳含量高于30%,且生物碳含量高于20%的基础原材料、中间产品和成品,如薄膜、粘合剂、包装材料、园林及农产品。OK Biobased认证的测试标准为EN 16640-2017 和TS-OK20, 其中TS-OK20 是TüVAUSTRIA的内部测试标准,通过测试生物碳含量(碳-14)与总碳含量的百分比,获得产品的生物基含量信息。
OK Biobased 认证计划的获取时间约4 周,其流程为收集产品信息及按照认证测试标准分析产品的生物基碳含量和有机碳含量,测试大约持续4—6周。产品通过认证后,生物基百分含量和总碳含量会在报告中声明,但是不会体现在标志上,而是采用星号来区分环保等级。其中,生物基含量20%—40%的产品可获得一星级标志,生物基含量在40%—60%、60%—80%、80%—100% 的产品可分别获得二星、三星和四星级标志。作为凭证,制造商可在产品外包装上张贴星级标签,以区别于石油基产品。当已经通过OK Biobased 认证的单体或原材料进一步制成最终产品时,该最终产品不被视为已通过认证。
(4)DIN-Geprüft 标签
DIN-Geprüft 生物基标签是由德国莱茵集团旗下的认证组织DIN-CERTCO 发起的生物基产品认证计划,该标签适用于全部或者部分由生物基原材料制成的产品,但不适用于医疗产品、化石燃料,以及有毒性、酸性、致癌、致突变或者对环境有害的产品。
DIN-Geprüft 标签认证通过需满足双重条件:一是,根据测试标准DIN 18128或EN13039,产品中的有机碳含量需不低于50%;二是,根据测试标准ASTM D6866、CEN/TS 16137 或ISO 16620,产品中的生物基碳含量需高于20%。生物基测试通过后,产品被分为3个质量级别,分别是20%—50%、50%—85%和85%—100%,产品证书上将同步标注出DIN-Geprüft生物基标志、产品的生物基含量以及证书申请人的注册号码。若申请产品没有达到所规定的最低生物基含量,仍可获得生物基含量证书,但不允许使用DIN-Geprüft 生物基证书标志。DIN-Geprüft 生物基证书的有效期为6 年,但需要在有效期内的第2 年和第4年进行验证测试,以确保产品质量符合标准。
(5)Biomass Pla 标签
Biomass Pla 标签由日本生物塑料协会(JBPA)于2006 年创立,产品的认证申请和Biomass Pla 标志的使用批准仅限于已加入JBPA 的成员。Biomass Pla 标签旨在帮助消费者识别被定义为高分子材料的生物质塑料,这类生物质塑料以生物基为基础,平均分子量高于1 000,可通过生物或化学合成手段从含有可再生有机资源的原料中获得,但不包括化学上未改性的非热塑性天然有机高分子材料。Biomass Pla 标签最新版测试标准ASTM D6866-18,要求产品的“生物质塑料比”至少为25%。
除了上述介绍的认证或者标签之外,欧盟生态标签、可持续生物材料圆桌会议(RSB)、澳大利亚良好环境选择认证标签、韩国生物材料包装协会的BP标签、中国台湾地区的GreenMark标签等也都是有一定知名度的认证。
在生物基碳认定过程中,碳-14同位素测定是主流的测试认证方法。碳-14是碳元素的一种放射性同位素,自然界的生物体在进行新陈代谢的过程中碳-14会在生物体内积累,当生物体死亡后新陈代谢也随之停止,碳-14循环进入生物体内的过程就停止了。随着碳-14的放射性衰变,生物体内碳-14 含量将不断降低,通常超过5 万年的物质中不含有碳-14。简而言之,全生物基产品含有100% 的放射性碳含量,而石油基产品的放射性碳含量为0%,部分成分为生物基产品的放射性碳含量则介于0%—100% 之间。因此,碳-14可作为检测产品生物基含量的示踪剂,通过检测产品中碳-14的含量比,即可计算出产品的生物基含量。
现阶段,生物基含量认证作为产品的验证声明,能够确定一种产品是否通过生物质可再生资源转化而来、是否达到了与常规产品同等的性能和质量标准,以及是否符合可持续发展的原则和要求。生物基材料的蓬勃发展离不开生物基碳认证的全方位监管,生物基碳认证的推广和应用也将有助于促进生物基产业的高质量发展。
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