Plastics — Determination of aerobic biodegradation of non-floating plastic materials in a seawater/sediment interface — Method by analysis of evolved carbon dioxide

This document specifies a test method to determine the degree and rate of aerobic biodegradation of plastic materials when settled on marine sandy sediment at the interface between seawater and the seafloor, by measuring the evolved carbon dioxide (CO2). This test method can also be applied to other solid materials. This test method is a simulation under laboratory conditions of the habitat found in different seawater/sediment-areas in the sea, e.g. in a benthic zone where sunlight reaches the ocean floor (photic zone) that, in marine science, is called sublittoral zone The determination of biodegradation of plastic materials and other solid materials buried in marine sediment is outside the scope of this document. NOTE Measurement of aerobic biodegradation can also be obtained by monitoring the oxygen consumption, as described in ISO 18830. The conditions described in this document do not always correspond to the optimum conditions for the maximum degree of biodegradation to occur.

Plastiques — Détermination de la biodégradation aérobie des matières plastiques non-flottantes dans une interface eau de mer/sédiments — Méthode par analyse du dioxyde de carbone libéré

Le présent document spécifie une méthode d'essai permettant de déterminer le taux et le niveau de biodégradation aérobie des matériaux plastiques lorsqu'ils se trouvent sur des sédiments sableux marins à l'interface entre l'eau de mer et le fond océanique, en mesurant le dioxyde de carbone (CO2) libéré. Cette méthode d'essai peut également être appliquée à d'autres matériaux solides. Cette méthode d'essai est une simulation, dans les conditions de laboratoire, de l'habitat rencontré dans différentes zones d'eau de mer/de sédiments en mer, par exemple dans une zone benthique où les rayons du soleil atteignent le fond océanique (zone photique) c'est-à-dire ce qu'on appelle, en science marine, la zone sublittorale. La détermination de la biodégradation des matériaux plastiques et autres matériaux solides enfouis dans les sédiments marins est hors du domaine d'application du présent document. NOTE Le mesurage de la biodégradation aérobie peut également être obtenu en surveillant la consommation d'oxygène, comme décrit dans l'ISO 18830. Les conditions décrites dans le présent document ne correspondent pas nécessairement aux conditions optimales permettant d'obtenir le taux maximal de biodégradation.

General Information

Status
Published
Publication Date
04-Jun-2020
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
07-May-2020
Completion Date
05-Jun-2020
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ISO 19679:2020 - Plastics -- Determination of aerobic biodegradation of non-floating plastic materials in a seawater/sediment interface -- Method by analysis of evolved carbon dioxide
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ISO 19679:2020 - Plastiques -- Détermination de la biodégradation aérobie des matières plastiques non-flottantes dans une interface eau de mer/sédiments -- Méthode par analyse du dioxyde de carbone libéré
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 19679
Second edition
2020-06
Plastics — Determination of aerobic
biodegradation of non-floating plastic
materials in a seawater/sediment
interface — Method by analysis of
evolved carbon dioxide
Plastiques — Détermination de la biodégradation aérobie des
matières plastiques non-flottantes dans une interface eau de mer/
sédiments — Méthode par analyse du dioxyde de carbone libéré
Reference number
ISO 19679:2020(E)
ISO 2020
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 19679:2020(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2020

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

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ISO copyright office
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CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
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Published in Switzerland
ii © ISO 2020 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 19679:2020(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Principle ........................................................................................................................................................................................................................ 2

5 Test environment ................................................................................................................................................................................................. 2

6 Reagents ........................................................................................................................................................................................................................ 2

7 Apparatus ..................................................................................................................................................................................................................... 3

8 Procedure..................................................................................................................................................................................................................... 3

8.1 Test material ............................................................................................................................................................................................. 3

8.2 Reference material ............................................................................................................................................................................... 4

8.3 Preparation of the sediment ........................................................................................................................................................ 4

8.4 Test setup ..................................................................................................................................................................................................... 4

8.5 Pre-conditioning phase .................................................................................................................................................................... 4

8.6 Start of the test ........................................................................................................................................................................................ 5

8.7 Carbon dioxide measurement .................................................................................................................................................... 5

8.8 End of the test .......................................................................................................................................................................................... 6

9 Calculation and expression of results ............................................................................................................................................. 6

9.1 Calculation .................................................................................................................................................................................................. 6

9.1.1 Amount of CO produced .......................................................................................................................................... 6

9.1.2 Percentage of biodegradation............................................................................................................................... 8

9.2 Visual inspection ................................................................................................................................................................................... 8

9.3 Expression and interpretation of results ......................................................................................................................... 8

10 Validity of results ................................................................................................................................................................................................. 9

11 Test report ................................................................................................................................................................................................................... 9

Annex A (informative) Example of respirometric system based on CO measurement ...............................11

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................12

© ISO 2020 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 19679:2020(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/

iso/ foreword .html.

The committee responsible for this document is ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 14, Environmental

aspects, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee

CEN/TC 249, Plastics, in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN

(Vienna Agreement).

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 19679:2016), which has been technically

revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:

— in Annex A: Density of O in air at 1 atm, 28 °C and a relative humidity of 100 % has been corrected

and the subsequent calculations have been adapted accordingly.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
iv © ISO 2020 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 19679:2020(E)
Introduction

Products made with biodegradable plastics are designed to be recovered by means of organic recycling

in composting plants or in anaerobic digesters. The uncontrolled dispersion of biodegradable plastics

in natural environments is not desirable. The biodegradability of products cannot be considered as an

excuse to spread wastes that should be recovered and recycled. However, test methods to measure rate

and level of biodegradation in natural environments (such as soil or the marine environment) are of

interest in order to better characterize the behaviour of plastics in these very particular environments.

As a matter of fact, some plastics are used in products that are applied in the sea (e.g. fishing gear)

and sometimes they can get lost or put willingly in the marine environment. The characterization of

biodegradable plastic materials can be enlarged by applying specific test methods that enable the

quantitative assessment of biodegradation of plastics exposed to marine sediment and seawater. Plastic

products are directly littered or arrive with fresh waters in the pelagic zone (free water). From there,

and depending on density, tides, currents, and marine fouling plastics can sink to the sublittoral, and

reach the seafloor surface. Many biodegradable plastics have a density higher than 1 and therefore tend

to sink. The sediment passes from aerobic to anoxic and finally anaerobic conditions going from the

surface (the interface with seawater) into deeper layers, displaying a very steep oxygen gradient.

© ISO 2020 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 19679:2020(E)
Plastics — Determination of aerobic biodegradation of
non-floating plastic materials in a seawater/sediment
interface — Method by analysis of evolved carbon dioxide
1 Scope

This document specifies a test method to determine the degree and rate of aerobic biodegradation of

plastic materials when settled on marine sandy sediment at the interface between seawater and the

seafloor, by measuring the evolved carbon dioxide (CO ). This test method can also be applied to other

solid materials.

This test method is a simulation under laboratory conditions of the habitat found in different seawater/

sediment-areas in the sea, e.g. in a benthic zone where sunlight reaches the ocean floor (photic zone)

that, in marine science, is called sublittoral zone

The determination of biodegradation of plastic materials and other solid materials buried in marine

sediment is outside the scope of this document.

NOTE Measurement of aerobic biodegradation can also be obtained by monitoring the oxygen consumption,

as described in ISO 18830.

The conditions described in this document do not always correspond to the optimum conditions for the

maximum degree of biodegradation to occur.
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
theoretical amount of evolved carbon dioxide
ThCO

maximum theoretical amount of carbon dioxide evolved after completely oxidising a chemical compound,

calculated from the molecular formula or from determination of total organic carbon (TOC) (3.2)

Note 1 to entry: It is expressed as mg of carbon dioxide evolved per mg or g of test compound.

3.2
total organic carbon
TOC
amount of carbon bound in an organic compound

Note 1 to entry: Total organic carbon is expressed as mg of carbon per 100 mg of the compound.

© ISO 2020 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 19679:2020(E)
3.3
dissolved organic carbon
DOC

part of the organic carbon in water which cannot be removed by specified phase separation methods,

for example by centrifugation at 40 000 ms for 15 min or by membranes with pores of 0,2 µm to

0,45 µm diameter
3.4
pre-conditioning phase

pre-incubation of an inoculum under the conditions of the subsequent test in the absence of test material,

with the aim to consume potential organic matter present in excess that could disturb biodegradation

measurement and to improve the acclimatization of the microorganisms to the test conditions

4 Principle

This test method is based on the determination of evolved CO and derives from ISO 14852. The testing

medium is based on a solid phase and a liquid phase. The solid phase is a sandy marine sediment laid

in the bottom of a closed flask; the liquid phase is a column of natural or artificial sea water, poured on

the sediment. The test material is preferably in the form of a film to be laid down on top of the sediment,

at the interface between the solid phase and the liquid phase. This is a simulation of an object that has

sunk and finally reached the sea floor. The system is contained in a closed flask.

The CO evolved during the microbial degradation is determined by a suitable analytical method. The

level of biodegradation is determined by comparing the amount of CO evolved with the theoretical

amount (ThCO ) and expressed in percentage. The test result is the maximum level of biodegradation,

determined from the plateau phase of the biodegradation curve. The principle of a system for measuring

evolved CO is given in ISO 14852:2018, Annex A.

The details of interlaboratory testing based on the test method specified in this document are available

in Reference [6].
5 Test environment

Incubation shall take place in the dark or in diffuse light in an enclosure which is free from vapours

inhibitory to microorganisms and which is maintained at a constant temperature, preferably between

15 °C to 25 °C, but not exceeding 28 °C, to an accuracy of ± 2 °C. Any change in temperature shall be

justified and clearly indicated in the test report.

NOTE Temperatures applied in the test can be different from those found in marine environments

6 Reagents

6.1 Distilled or deionized water, free of toxic substances (copper in particular) and containing less

than 2 mg/l of DOC.
6.2 Artificial seawater.
Dissolve:
Sodium chloride (NaCl) 22 g
Magnesium chloride hexahydrate (MgCl · 6H O) 9,7 g
2 2
Sodium sulfate (Na SO ) 3,7 g
2 4
2 © ISO 2020 – All rights reserved
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ISO 19679:2020(E)
Calcium chloride (CaCl ) 1 g
Potassium chloride (KCl) 0,65 g
S o d i u m h y d r o g e n c a r b o n at e ( Na HC O ) 0,20 g
in water (6.1) and make up to 1 000 ml.
6.3 Natural seawater/sediment.

Take a sample of a sandy sediment and seawater with a shovel beneath the low-water line into a bucket.

Transfer the wet sediment together with seawater into sealed containers for transport and fast deliver

it to the laboratory. After delivery, conserve the sediment at low temperature (approximately 4 °C) until

use. The seawater/sediment sample should be preferably used within 4 weeks after sampling. Record

storage time and conditions.

NOTE Seawater and sediment can also be sampled from large, well-running public marine aquaria.

Measure the TOC, pH and nitrogen content of the sediment and of the natural seawater if used instead

of artificial seawater. The carbon content of sediment should be in the range of 0,1 % to 2 %.

A preliminary oxidation can be applied to the sediment in order to decrease the organic matter

content and the background respiration. Sediment and seawater are fluxed with air and gently stirred

(max. 20 r/min to 30 r/min) in a large container for the desired period of time. Include this pre-

treatment process in the test report.
7 Apparatus
7.1 Test flasks.

Biometer flasks of the volume of about 250 ml are appropriate. Reactors with higher volumes can be

used, if test conditions are not affected. The vessels shall be located in a constant-temperature room or

in a thermostatic apparatus (e.g. water-bath). Stirring can be applied on seawater on condition that it

does not disturb the sediment/seawater interface.

NOTE A suitable apparatus is shown in Figure A.1. An example of a stirred apparatus is given in OECD TG 308:

[7]
2002, Annex 4 .
7.2 Container for the CO absorber.

A glass beaker to be located in the headspace of the reactor and filled with 10 ml of Ba(OH) 0,0125 mol/l

or with 3 ml of KOH 0,5 mol/l.
7.3 Analytical balance, shall have a sensitivity of at least 0,1 mg.
7.4 pH meter.
8 Procedure
8.1 Test material

The test material should be in film or sheet form. Cut samples of the test material in the shape of a disk.

Disks shall have a smaller diameter than the glass flasks, so that the disks can be easily laid on the

bottom of the glass flask.

The sample shall be of known mass and contain sufficient carbon to yield CO that can be adequately

measured by the system used.
© ISO 2020 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 196
...

FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 19679
ISO/TC 61/SC 14
Plastics — Determination of aerobic
Secretariat: DIN
biodegradation of non-floating plastic
Voting begins on:
2020­03­11 materials in a seawater/sediment
interface — Method by analysis of
Voting terminates on:
2020­05­06
evolved carbon dioxide
Plastiques — Détermination de la biodégradation aérobie des
matières plastiques non-flottantes dans une interface eau de mer/
sédiments — Méthode par analyse du dioxyde de carbone libéré
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO­
ISO/FDIS 19679:2020(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN­
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
NATIONAL REGULATIONS. ISO 2020
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 19679:2020(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

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ISO/FDIS 19679:2020(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Principle ........................................................................................................................................................................................................................ 2

5 Test environment ................................................................................................................................................................................................. 2

6 Reagents ........................................................................................................................................................................................................................ 2

7 Apparatus ..................................................................................................................................................................................................................... 3

8 Procedure..................................................................................................................................................................................................................... 3

8.1 Test material ............................................................................................................................................................................................. 3

8.2 Reference material ............................................................................................................................................................................... 4

8.3 Preparation of the sediment ........................................................................................................................................................ 4

8.4 Test setup ..................................................................................................................................................................................................... 4

8.5 Pre­conditioning phase .................................................................................................................................................................... 4

8.6 Start of the test ........................................................................................................................................................................................ 5

8.7 Carbon dioxide measurement .................................................................................................................................................... 5

8.8 End of the test .......................................................................................................................................................................................... 6

9 Calculation and expression of results ............................................................................................................................................. 6

9.1 Calculation .................................................................................................................................................................................................. 6

9.1.1 Amount of CO produced .......................................................................................................................................... 6

9.1.2 Percentage of biodegradation............................................................................................................................... 8

9.2 Visual inspection ................................................................................................................................................................................... 8

9.3 Expression and interpretation of results ......................................................................................................................... 8

10 Validity of results ................................................................................................................................................................................................. 9

11 Test report ................................................................................................................................................................................................................... 9

Annex A (informative) Example of respirometric system based on CO measurement ...............................11

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................12

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ISO/FDIS 19679:2020(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non­governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/

iso/ foreword .html.

The committee responsible for this document is ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 14, Environmental

aspects, in collaboration with the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee

CEN/TC 249, Plastics, in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN

(Vienna Agreement).

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 19679:2016), which has been technically

revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:

— in Annex A: Density of O in air at 1 atm, 28 °C and a relative humidity of 100 % has been corrected

and the subsequent calculations have been adapted accordingly.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
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ISO/FDIS 19679:2020(E)
Introduction

Products made with biodegradable plastics are designed to be recovered by means of organic recycling

in composting plants or in anaerobic digesters. The uncontrolled dispersion of biodegradable plastics

in natural environments is not desirable. The biodegradability of products cannot be considered as an

excuse to spread wastes that should be recovered and recycled. However, test methods to measure rate

and level of biodegradation in natural environments (such as soil or the marine environment) are of

interest in order to better characterize the behaviour of plastics in these very particular environments.

As a matter of fact, some plastics are used in products that are applied in the sea (e.g. fishing gear)

and sometimes they can get lost or put willingly in the marine environment. The characterization of

biodegradable plastic materials can be enlarged by applying specific test methods that enable the

quantitative assessment of biodegradation of plastics exposed to marine sediment and seawater. Plastic

products are directly littered or arrive with fresh waters in the pelagic zone (free water). From there,

and depending on density, tides, currents, and marine fouling plastics can sink to the sublittoral, and

reach the seafloor surface. Many biodegradable plastics have a density higher than 1 and therefore tend

to sink. The sediment passes from aerobic to anoxic and finally anaerobic conditions going from the

surface (the interface with seawater) into deeper layers, displaying a very steep oxygen gradient.

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FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 19679:2020(E)
Plastics — Determination of aerobic biodegradation of
non-floating plastic materials in a seawater/sediment
interface — Method by analysis of evolved carbon dioxide
1 Scope

This document specifies a test method to determine the degree and rate of aerobic biodegradation of

plastic materials when settled on marine sandy sediment at the interface between seawater and the

seafloor, by measuring the evolved carbon dioxide (CO ). This test method can also be applied to other

solid materials.

This test method is a simulation under laboratory conditions of the habitat found in different seawater/

sediment-areas in the sea, e.g. in a benthic zone where sunlight reaches the ocean floor (photic zone)

that, in marine science, is called sublittoral zone

The determination of biodegradation of plastic materials and other solid materials buried in marine

sediment is outside the scope of this document.

NOTE Measurement of aerobic biodegradation can also be obtained by monitoring the oxygen consumption,

as described in ISO 18830.

The conditions described in this document do not always correspond to the optimum conditions for the

maximum degree of biodegradation to occur.
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at http:// www .electropedia .org/
3.1
theoretical amount of evolved carbon dioxide
ThCO

maximum theoretical amount of carbon dioxide evolved after completely oxidising a chemical compound,

calculated from the molecular formula or from determination of total organic carbon (TOC) (3.2)

Note 1 to entry: It is expressed as mg of carbon dioxide evolved per mg or g of test compound.

3.2
total organic carbon
TOC
amount of carbon bound in an organic compound

Note 1 to entry: Total organic carbon is expressed as mg of carbon per 100 mg of the compound.

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ISO/FDIS 19679:2020(E)
3.3
dissolved organic carbon
DOC

part of the organic carbon in water which cannot be removed by specified phase separation methods,

for example by centrifugation at 40 000 ms for 15 min or by membranes with pores of 0,2 µm to

0,45 µm diameter
3.4
pre-conditioning phase

pre-incubation of an inoculum under the conditions of the subsequent test in the absence of test material,

with the aim to consume potential organic matter present in excess that could disturb biodegradation

measurement and to improve the acclimatization of the microorganisms to the test conditions

4 Principle

This test method is based on the determination of evolved CO and derives from ISO 14852. The testing

medium is based on a solid phase and a liquid phase. The solid phase is a sandy marine sediment laid

in the bottom of a closed flask; the liquid phase is a column of natural or artificial sea water, poured on

the sediment. The test material is preferably in the form of a film to be laid down on top of the sediment,

at the interface between the solid phase and the liquid phase. This is a simulation of an object that has

sunk and finally reached the sea floor. The system is contained in a closed flask.

The CO evolved during the microbial degradation is determined by a suitable analytical method. The

level of biodegradation is determined by comparing the amount of CO evolved with the theoretical

amount (ThCO ) and expressed in percentage. The test result is the maximum level of biodegradation,

determined from the plateau phase of the biodegradation curve. The principle of a system for measuring

evolved CO is given in ISO 14852:2018, Annex A.

The details of interlaboratory testing based on the test method specified in this document are available

in Reference [6].
5 Test environment

Incubation shall take place in the dark or in diffuse light in an enclosure which is free from vapours

inhibitory to microorganisms and which is maintained at a constant temperature, preferably between

15 °C to 25 °C, but not exceeding 28 °C, to an accuracy of ± 2 °C. Any change in temperature shall be

justified and clearly indicated in the test report.

NOTE Temperatures applied in the test can be different from those found in marine environments

6 Reagents

6.1 Distilled or deionized water, free of toxic substances (copper in particular) and containing less

than 2 mg/l of DOC.
6.2 Artificial seawater.
Dissolve:
Sodium chloride (NaCl) 22 g
Magnesium chloride hexahydrate (MgCl · 6H O) 9,7 g
2 2
Sodium sulfate (Na SO ) 3,7 g
2 4
2 © ISO 2020 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/FDIS 19679:2020(E)
Calcium chloride (CaCl ) 1 g
Potassium chloride (KCl) 0,65 g
S o d i u m h y d r o g e n c a r b o n at e ( Na HC O ) 0,20 g
in water (6.1) and make up to 1 000 ml.
6.3 Natural seawater/sediment.

Take a sample of a sandy sediment and seawater with a shovel beneath the low-water line into a bucket.

Transfer the wet sediment together with seawater into sealed containers for transport and fast deliver

it to the laboratory. After delivery, conserve the sediment at low temperature (approximately 4 °C) until

use. The seawater/sediment sample should be preferably used within 4 weeks after sampling. Record

storage time and conditions.

NOTE Seawater and sediment can also be sampled from large, well-running public marine aquaria.

Measure the TOC, pH and nitrogen content of the sediment and of the natural seawater if used instead

of artificial seawater. The carbon content of sediment should be in the range of 0,1 % to 2 %.

A preliminary oxidation can be applied to the sediment in order to decrease the organic matter

content and the background respiration. Sediment and seawater are fluxed with air and gently stirred

(max. 20 r/min to 30 r/min) in a large container for the desired period of time. Include this pre-

treatment process in the test report.
7 Apparatus
7.1 Test flasks.

Biometer flasks of the volume of about 250 ml are appropriate. Reactors with higher volumes can be

used, if test conditions are not affected. The vessels shall be located in a constant­temperature room or

in a thermostatic apparatus (e.g. water­bath). Stirring can be applied on seawater on condition that it

does not disturb the sediment/seawater interface.

NOTE A suitable apparatus is shown in Figure A.1. An example of a stirred apparatus is given in OECD TG 308:

[7]
2002, Annex 4 .
7.2 Container for the CO absorber.

A glass beaker to be located in the headspace of the reactor and filled with 10 ml of Ba(OH) 0,0125 mol/l

or with 3 ml of KOH 0,5 mol/l.
7.3 Analytical balance, shall have a sensitivity of at least 0,1 mg.
7.4 pH meter.
8 Procedure
8.1 Test material

The test material should be in film or sheet form. Cut samples of the test material in the shape of a disk.

Disks shall have a smaller diameter than the glass flasks, so that
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 19679
Deuxième édition
2020-06
Plastiques — Détermination de la
biodégradation aérobie des matières
plastiques non-flottantes dans une
interface eau de mer/sédiments —
Méthode par analyse du dioxyde de
carbone libéré
Plastics — Determination of aerobic biodegradation of non-floating
plastic materials in a seawater/sediment interface — Method by
analysis of evolved carbon dioxide
Numéro de référence
ISO 19679:2020(F)
ISO 2020
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ISO 19679:2020(F)
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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Publié en Suisse
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ISO 19679:2020(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Principe .......................................................................................................................................................................................................................... 2

5 Environnement d’essai ................................................................................................................................................................................... 2

6 Réactifs ........................................................................................................................................................................................................................... 2

7 Appareillage .............................................................................................................................................................................................................. 3

8 Mode opératoire.................................................................................................................................................................................................... 4

8.1 Matériau d’essai ..................................................................................................................................................................................... 4

8.2 Matériau de référence ....................................................................................................................................................................... 4

8.3 Préparation du sédiment................................................................................................................................................................ 4

8.4 Configuration de l’essai ................................................................................................................................................................... 4

8.5 Phase de préconditionnement................................................................................................................................................... 5

8.6 Début de l’essai ....................................................................................................................................................................................... 5

8.7 Mesurage du dioxyde de carbone ........................................................................................................................................... 5

8.8 Fin de l’essai .............................................................................................................................................................................................. 6

9 Calcul et expression des résultats ...................................................................................................................................................... 6

9.1 Calcul ............................................................................................................................................................................................................... 6

9.1.1 Quantité de CO produit ............................................................................................................................................ 6

9.1.2 Pourcentage de biodégradation .......................................................................................................................... 9

9.2 Inspection visuelle ............................................................................................................................................................................... 9

9.3 Expression et interprétation des résultats ..................................................................................................................... 9

10 Validité des résultats .....................................................................................................................................................................................10

11 Rapport d’essai ....................................................................................................................................................................................................10

Annexe A (informative) Exemple de système respirométrique basé sur un mesurage du CO ............11

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................12

© ISO 2020 – Tous droits réservés iii
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ISO 19679:2020(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.

L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/ directives).

L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion

de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ iso/ fr/ avant -propos .html.

Le comité responsable du présent document est l’ISO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 14, Aspects liés

à l’environnement, en collaboration avec le Comité Européen de Normalisation (CEN), comité technique

CEN/TC 249, Plastiques, conformément à l'Accord de coopération technique entre l'ISO et le CEN (Accord

de Vienne).

Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 19679:2016), qui a fait l’objet d’une

révision technique.

Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:

— Annexe A: la masse volumique d’O dans l’air à 1 atm, à 28 °C et à une humidité relative de 100 % a

été corrigée et les calculs correspondants adaptés.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
iv © ISO 2020 – Tous droits réservés
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ISO 19679:2020(F)
Introduction

Les produits en plastiques biodégradables sont conçus pour être valorisés par recyclage organique

dans des installations de compostage ou dans des digesteurs anaérobies. La dispersion incontrôlée des

plastiques biodégradables dans les environnements naturels n’est pas souhaitable. La biodégradabilité

des produits ne peut pas être considérée comme une excuse pour épandre des déchets qui devraient

être valorisés et recyclés. Cependant, les méthodes d’essai permettant de mesurer le taux et le niveau

de biodégradation dans les environnements naturels (par exemple dans le sol ou en environnement

marin) présentent un intérêt car elles permettent de mieux caractériser le comportement des plastiques

dans ces environnements très particuliers. En effet, certains plastiques sont utilisés dans des produits

qui sont utilisés dans la mer (par exemple le matériel de pêche) et ils peuvent parfois être perdus ou

jetés volontairement dans le milieu marin. La caractérisation des matériaux plastiques biodégradables

peut être élargie en appliquant des méthodes d’essai spécifiques permettant de réaliser une évaluation

quantitative de la biodégradation des plastiques exposés aux sédiments marins et à l’eau de mer. Les

produits en plastique sont directement jetés ou ils arrivent dans la zone pélagique (eau libre) avec les

eaux douces. Ensuite, et en fonction de la densité, des marées, des courants et des salissures marines,

les plastiques peuvent couler dans la zone sublittorale et atteindre la surface du fond océanique. De

nombreux plastiques biodégradables ont une densité supérieure à 1 et ils ont donc tendance à couler.

Lorsqu’ils passent de la surface (l’interface avec l’eau de mer) aux couches plus profondes, les sédiments

passent de conditions aérobies à anoxiques, et enfin anaérobies, avec un très fort gradient d’oxygène.

© ISO 2020 – Tous droits réservés v
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NORME INTERNATIONALE ISO 19679:2020(F)
Plastiques — Détermination de la biodégradation aérobie
des matières plastiques non-flottantes dans une interface
eau de mer/sédiments — Méthode par analyse du dioxyde
de carbone libéré
1 Domaine d’application

Le présent document spécifie une méthode d’essai permettant de déterminer le taux et le niveau de

biodégradation aérobie des matériaux plastiques lorsqu’ils se trouvent sur des sédiments sableux

marins à l’interface entre l’eau de mer et le fond océanique, en mesurant le dioxyde de carbone (CO )

libéré. Cette méthode d'essai peut également être appliquée à d'autres matériaux solides.

Cette méthode d’essai est une simulation, dans les conditions de laboratoire, de l’habitat rencontré

dans différentes zones d’eau de mer/de sédiments en mer, par exemple dans une zone benthique où les

rayons du soleil atteignent le fond océanique (zone photique) c’est-à-dire ce qu’on appelle, en science

marine, la zone sublittorale.

La détermination de la biodégradation des matériaux plastiques et autres matériaux solides enfouis

dans les sédiments marins est hors du domaine d’application du présent document.

NOTE Le mesurage de la biodégradation aérobie peut également être obtenu en surveillant la consommation

d’oxygène, comme décrit dans l’ISO 18830.

Les conditions décrites dans le présent document ne correspondent pas nécessairement aux conditions

optimales permettant d’obtenir le taux maximal de biodégradation.
2 Références normatives
Il n'y a aucune référence normative dans ce document.
3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/
3.1
quantité théorique de dioxyde de carbone libéré
ThCO

quantité théorique maximale de dioxyde de carbone libéré après l’oxydation complète d’un composé

chimique, calculée d’après la formule moléculaire ou à partir de la détermination du carbone organique

total (COT) (3.2)

Note 1 à l'article: Elle est exprimée en mg de dioxyde de carbone libéré par mg ou par g de composé soumis à essai.

© ISO 2020 – Tous droits réservés 1
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ISO 19679:2020(F)
3.2
carbone organique total
COT
quantité de carbone incluse dans un composé organique

Note 1 à l'article: Le carbone organique total est exprimé en mg de carbone par 100 mg de composé.

3.3
carbone organique dissous
COD

proportion du carbone organique contenu dans l’eau qui ne peut pas être éliminée par une séparation

de phase spécifique, par exemple par centrifugation à 40 000 ms pendant 15 min ou par filtration sur

des membranes ayant des pores de 0,2 µm à 0,45 µm de diamètre
3.4
phase de préconditionnement

pré-incubation d’un inoculum dans les conditions de l’essai effectué ultérieurement, en l’absence de

matériau d’essai, dans le but de consommer la matière organique potentielle présente en excès qui

pourrait perturber le mesurage de la biodégradation et dans le but d’améliorer l’acclimatation des

micro-organismes aux conditions d’essai
4 Principe

Cette méthode d’essai repose sur la détermination du CO libéré et est dérivée de l’ISO 14852. Le milieu

d’essai est basé sur une phase solide et une phase liquide. La phase solide est un sédiment marin sableux

posé au fond d’une fiole fermée; la phase liquide est une colonne d’eau de mer naturelle ou artificielle,

versée sur le sédiment. Le matériau d’essai se présente de préférence sous la forme d’un film qui doit être

posé sur le sédiment, à l’interface entre la phase solide et la phase liquide. Il s’agit d’une simulation d’un

objet qui a coulé et qui a fini par atteindre le fond océanique. Le système est contenu dans une fiole fermée.

Le CO libéré au cours de la dégradation microbienne est déterminé par une méthode d’analyse

appropriée. Le niveau de biodégradation est déterminé en comparant la quantité de CO libéré avec

la quantité théorique (ThCO ) et en l’exprimant en pourcentage. Le résultat d’essai est le niveau

maximal de biodégradation, déterminé à partir du plateau de la courbe de biodégradation. Le principe

de fonctionnement d’un système d’essai permettant de mesurer le CO libéré est présenté dans

l’ISO 14852:2018, Annexe A.

Les détails des essais interlaboratoires basés sur la méthode d’essai spécifiée dans le présent document

[6]
sont disponibles dans la Référence .
5 Environnement d’essai

L’incubation doit avoir lieu dans l’obscurité ou sous une lumière diffuse dans une enceinte exempte de

vapeurs susceptibles d’inhiber les micro-organismes, qui est maintenue à une température constante,

de préférence entre 15 °C et 25 °C, sans toutefois dépasser 28 °C, avec une précision de ± 2 °C. Tout

changement de température doit être justifié et clairement indiqué dans le rapport d’essai.

NOTE Les températures appliquées au cours de l’essai peuvent être différentes de celles trouvées dans les

environnements marins.
6 Réactifs

6.1 Eau distillée ou déionisée, exempte de substances toxiques (en particulier, le cuivre) et contenant

moins de 2 mg/l de COD.
2 © ISO 2020 – Tous droits réservés
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ISO 19679:2020(F)
6.2 Eau de mer artificielle
Dissoudre:
Chlorure de sodium (NaCl) 22 g
Chlorure de magnésium hexahydraté (MgCl · 6 H O) 9,7 g
2 2
Sulfate de sodium (Na SO ) 3,7 g
2 4
Chlorure de calcium (CaCl ) 1 g
Chlorure de potassium (KCl) 0,65 g
Hydrogénocarbonate de sodium (NaHCO ) 0,20 g
dans de l’eau (6.1), et compléter à 1 000 ml.
6.3 Eau de mer naturelle/sédiment

Prélever un échantillon de sédiment sableux et d’eau de mer avec une pelle en l’introduisant sous la

ligne d’eau basse dans un seau. Transférer le sédiment humide et l’eau de mer dans des récipients scellés

en vue du transport et de la livraison rapide au laboratoire. Après la livraison, conserver le sédiment à

basse température (environ 4 °C) jusqu’à utilisation. Il convient que l’échantillon d’eau de mer/sédiment

soit de préférence utilisé dans les 4 semaines suivant l’échantillonnage. Enregistrer la durée et les

conditions de stockage.

NOTE L’eau de mer et le sédiment peuvent aussi être prélevés dans de grands aquariums marins publics,

bien entretenus.

Mesurer le COT, le pH et la teneur en azote du sédiment et de l’eau de mer naturelle si elle est utilisée

à la place d’eau de mer artificielle. Il convient que la teneur en carbone du sédiment soit située entre

0,1 % et 2 %.

Une oxydation préliminaire peut être appliquée au sédiment afin de réduire la teneur en matière

organique présente et la respiration de fond. Le sédiment et l’eau de mer sont fluxés avec de l’air et sont

agités doucement (max. entre 20 r/min à 30 r/min) dans un grand récipient pendant la durée souhaitée.

Inclure ce mode opératoire de prétraitement dans le rapport d’essai.
7 Appareillage
7.1 Fioles d’essai

Des fioles biométriques d’un volume d’environ 250 ml conviennent. Des réacteurs avec des volumes

plus élevés peuvent être utilisés si les conditions d’essai ne sont pas affectées. Les récipients doivent

être placés dans une salle à température constante ou dans un appareil thermostaté (par exemple

bain-marie). L’agitation peut être utilisée sur l’eau de mer à condition qu’elle ne perturbe pas l’interface

sédiment/eau de mer.

NOTE Un appareillage adapté est illustré à la Figure A.1. Un exemple d’appareillage d’agitation est donné

[7]
dans le document TG 308:2002 de l’OCDE, Annexe 4 .
7.2 Récipient pour l’absorbeur de CO

Un bécher en verre doit être placé dans l’espace de tête du réacteur et rempli avec 10 ml de Ba(OH) à

0,0125 mol/l ou avec 3 ml de KOH à 0,5 mol/l.
7.3 Balance analytique, qui doit avoir une sensibilité d’au moins 0,1 mg.
© ISO 2020 – Tous droits réservés 3
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ISO 19679:2020(F)
7.4 pH-mètre.
8 Mode opératoire
8.1 Matériau d’essai

Il convient que le matériau d’essai se présente sous forme de film ou de feuille. Découper des échantillons

de matériau d’essai en forme de disque. Les disques doivent avoir un plus petit diamètre que les fioles

en verre, pour pouvoir être facilement posés au fond de la fiole.

L’échantillon doit avoir une masse connue et contenir suffisamment de carbone pour donner une

quantité de CO susceptible d’être mesurée de manière adéquate par le système utilisé.

Utiliser une concentration de matériau d’essai d’au moins 100 mg/l d’eau de mer et de sédiment. Il

convient que cette masse d’échantillon corresponde à un COT d’environ 60 mg/l. La masse max

...

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