ASTM D6866:生物低碳工具

September 8, 2010

ASTM D6866是目前最为精确的测定生物产品中生物基含量的标准测定方法。作为区分生物基和石油基产品的标准方法,它能够很好地协助开发各种鼓励或者监管政策。

ASTM D6866最初是美国农业部为满足其优先采购生物产品的立法要求,联合政府各机构开发而成。这种方法可以测量固体、液体和气体形态的任何样品。

自标准开发出来之后,用途越来越广泛,一度成为国际化通用标准。目前,ASTM D6866标准已经成为低碳产业的标尺,无论是在生物产品还是在各大碳交易排放体系内都得到了广泛的运用。

原理:与碳14测年类似

ASTM D6866通过测试样品中碳14的含量来计算出样品中生物质的含量。由于大气外层的氮气受到宇宙射线的轰击,产生不稳定的碳14,并迅速氧化成二氧化碳(CO2)。经过大气对流,二氧化碳进入大气内层。碳14在自然界中不断产生,且由于衰变又不断消失。

研究表明,在自然界,碳14浓度基本处于平衡状态。植物通过光合作用将大气中的碳14带入生物圈。当生物存活时,不断地与外界进行碳14的交换,生物体内碳14含量与大气层中的保持一致。当生物体死亡后,停止摄入碳14,但衰变仍在继续。

这种理论便是考古学上运用广泛的碳14定年。通过测定文物样品碳14含量与当时的大气中碳14含量的比例来计算出文物的年龄。值得一提的是,利用这种方法最长可测量至5万年的文物,因为超过5万年,碳14经过10个半衰期之后在生物体内已经几乎不存在了,显然也不存在于超过200万年历史的化石类材料中——即石油,煤和天然气以及它们的制品中都不存在碳14。

燃烧生物材料和化石材料时,他们相应的排放出所谓的源生物CO2和石化CO2,由于前者含有碳14,而后者没有,ASTM D6866便是利用此特性来区分生物材料和化石材料的。

与碳14测年在考古学理论上的运用相似。通过测试样品中碳14的含量来计算出样品中生物质的含量。当测试结果取得样品中所含有的碳14浓度与当代大气中碳14的浓度大致相当时,我们可以推断其燃烧全部来源于生物材料。相反,则全部来源于化石材料,也就是不可再生材料。相同的理论下,通过测量样品中碳14的比例,我们不难得出生物材料和化石材料的精确比例。

应用:环保、减排领域

ASTM D6866标准在生物产品领域得到广泛的应用。例如美国农业部生物产品优先采购程序(BioPreferred Program),该计划根据每种产品的技术难度,分别设定了生物基含量的最低标准,例如:可循环利用的润滑油生物基最低含量为34%,而柴油添加剂则需达到90%的最低标准。如果产品达到规定的最低标准,则可以进入美国农业部的政府优先采购清单。

基于此采购程序,美国农业部也计划推出面向消费者的生物基优先标签(BioPreferred labeling Program),旨在引导消费者购买更为环保低碳的生物基产品,减少消费者对石油的依赖和减少石化类消费品对气候变化的影响。

此外,ASTM D6866在各大碳排放体系中也有着广泛的应用。目前,在欧盟排放体系中,明确规定燃烧混合材料(如城市垃圾,下水道污泥以及废弃轮胎等)的项目须报告其排放气体中的源生物含量,这部分二氧化碳排放不用计算在项目当年的温室气体排放报告中。在美国,加利福尼亚州推出的AB32计划和西部各州组成的西部气候小组都相继运用ASTM D6866标准作为燃烧混合材料气体排放的监测手段。

中国作为联合国清洁发展机制(CDM)缔约方之一,每年提供了大量的减排量供国际碳交易市场使用。在最新版本的关于垃圾焚烧发电的方法学AM0025中,也明确规定项目必须使用ASTM D7459的标准方法来收集气体样品和运用ASTM D6866来监测尾气排放中源生物二氧化碳的含量。

构想:生物低碳标签

在全球气候日益变暖的今天,发展低碳经济和鼓励生物产品的发展,对减少温室气体排放、减少塑料工业对石油的依赖、促进农业的发展都有着重要的意义。因此,出台相应的鼓励政策变得非常有意义。

参考国外的做法时,显然美国农业部的生物优先程序规则更详细,更适用于国内市场。明确将生物基含量标明于标签的外观上,并且对每种产品作出仔细分类,更为客观、公平地对待每个领域内的生物产品。

我们可以参照美国生物优先程序的最低标准表,设计开发自愿性环保标签,按照生产厂家所生产的产品进行分类。能达到规定类型最低生物含量要求的产品,则允许使用此标签作为销售宣传的途径。

刘富明 BETA实验室中国区经理。BETA实验室总部位于美国迈阿密,是一家拥有ISO17025认证的专业提供放射性碳测试服务的科学实验室。

《科学时报》 (2010-6-21 B3 视界·观察)

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