Biodegradácia
Biodegradácia (iné názvy: biologická degradácia, biologický rozklad, biorozklad, biologické odbúranie, bioodbúranie) je degradácia (t.j. nevratná významná zmena štruktúry materiálu, spravidla buď v podobe úbytku mechanických vlastností a/alebo rozpadu), ktorá je zapríčinená biologickým pôsobením (spravidla pôsobením mikroorganizmov), hlavne enzymatickou činnosťou (vrátane enzýmov nachádzajúcich sa mimo organizmov), a ktorá vedie k značnej zmene chemickej štruktúry materiálu. Podľa niektorých definícií ide len o degradáciu organického materiálu a spomínaná degradácia musí zájsť minimálne tak ďaleko, že sa materiál rozložil na vodu, oxid uhličitý, biomasu a za určitých okolností aj metán.[1][2][3][4][5]
Pri rozklade látok s obsahom proteínov dochádza k hnitiu. Organizmy, ktoré sa na biologickom rozklade podieľajú, sa nazývajú dekompozítory (rozkladači).
Schopnosť byť predmetom biodegradácie sa nazýva: biodegradovateľnosť[3][6], biodegradibilita[3][7], biorozložiteľnosť[6], bioodbúrateľnosť[6], biologická degradovateľnosť[6], biologická degradibilita, biologická rozložiteľnosť[8], biologická odbúrateľnosť[6].
Biodegradácia plastov
[upraviť | upraviť zdroj]Na biodegradácii plastov so skrátenou životnosťou sa najčastejšie podieľajú plesne. Podmienkou ich rastu je vysoká vlhkosť vzduchu. Okrem vyššie uvedených podmienok hrajú dôležitú rolu aj ďalšie faktory, ako sú kombinácia materiálov, vek plastov, mikroklíma a podobne. Metabolity produkované plesňami a baktériami spôsobujú degradáciu samotného polyméru. enzýmy, ako je napríklad peptidácia, môžu štiepiť polyamidovú väzbu a dokonca aj esterovú väzbu. Pri mikrobiálnej degradácii plastov so skrátenou životnosťou dochádza k týmto chemickým procesom:
- dehydrogenácia polymérov a adícia vody, vznik alkoholov, ktoré sú oxidované na mastné kyseliny,
- adícia voľného kyslíku za vzniku hydroxyperoxidu, ktorý sa rozpadáva a produkty reagujú za vzniku alkoholov a ďalších zlúčenín, ktoré sú odbúravané až na octovú alebo propiónovú kyselinu,
- celulóza a niektoré termoplasty sú cez pyruvát a acetylkoenzým A prevádzané do trikarboxylového cyklu. Vznikajú tak kyselina citrónová, jantárová, fumarová, jablčná atď.,
- redukciu dvojitej väzby môžu vyvolať aktinomycéty a niektoré baktérie štiepením amidovej i esterovej väzby.
Meranie dĺžky biodegradácie
[upraviť | upraviť zdroj]Biodegradáciu možno merať rôznymi spôsobmi. Vedci často používajú respirometrické testy pre aeróbne mikróby. Najskôr umiestnia vzorku pevného odpadu do kontajnera s mikroorganizmami a pôdou a potom túto zmes vystavia vzduchu. V priebehu niekoľkých dní mikroorganizmy túto zmes kúsok po kúsku spracujú za produkcie oxidu uhličitého - množstvo takto vyprodukovaného CO2 slúži ako indikátor degradácie. Biodegradácia môže byť tiež meraná anaeróbnymi mikróbmi a množstvom metánu v zlúčeninách, ktoré sú schopné vyprodukovať. V oficiálnych vedeckých publikáciách sa tento proces označuje ako bio-remedácia.[9]
| Produkt | Čas potrebný na biodegradáciu |
|---|---|
| Jablkový ohryzok | 1–2 mesiace |
| Bežný papier | 1–3 mesiace |
| Papierová vreckovka | 2–4 týždne |
| Kartónová škatuľa | 2 mesiace |
| Bavlnená tkanina | 5 mesiace |
| Kartón na mlieko s vonkajšou plastovou úpravou | 5 rokov |
| Povoskovaný papierový obal na mlieko | 3 mesiace |
| Pocínovaná plechovka | 50–100 rokov |
| Hliníková plechovka | 150–200 rokov |
| Sklenená fľaša | nerozloží sa nikdy |
| Plastové vrecúško | 10–20 rokov |
| Mäkký plast (PET fľaša) | 100 rokov |
| Tvrdý plast (uzáver fľaše) | 400 rokov |
Referencie
[upraviť | upraviť zdroj]- ↑ STN EN 13193:2002 - Obaly. Obaly a životné prostredie. Terminológia
- ↑ biodegradace. In: Technický slovník naučný A-Č. 2001. S. 239
- ↑ a b c biodegradácia. In: Encyclopaedia Beliana. 1. vyd. Bratislava : Encyklopedický ústav SAV; Veda, 2001. 686 s. ISBN 80-224-0671-6. Zväzok 2. (Bell – Czy), s. 118.
- ↑ BASTIOLI, Catia. Handbook of Biodegradable Polymers. [s.l.] : Walter de Gruyter GmbH & Co KG, 2020. 572 s. Dostupné online. ISBN 978-1-5015-1196-7. S. 2-4.
- ↑ Glossary - University of Wolverhampton [online]. wlv.ac.uk, [cit. 2022-04-21]. Dostupné online. Archivované 2020-09-28 z originálu.
- ↑ a b c d e STN EN 15357:2011 (Poznámka: Výrazy sú uvedené v podobe prídavného mena.)
- ↑ STN EN 16323:2021
- ↑ STN ISO 846
- ↑ "Measuring Biodegradability" Archivované 2015-10-04 na Wayback Machine, The University of Waikato, June 19, 2008
- ↑ Mote Marine Laboratory, 1993
Literatúra
[upraviť | upraviť zdroj]- Roman Honzík: Plasty se zkrácenou životností a způsoby jejich degradace Archivované 2005-01-22 na Wayback Machine, Biom.cz, 18.8.2004,