English
中文 (台灣)
FrançaisPHÂN HỦY SINH HỌC CÓ NGHĨA LÀ GÌ ĐỊNH NGHĨA CỦA PHÂN HỦY SINH HỌC
Phân hủy sinh học có nghĩa là gì?
Phân hủy sinh học chủ yếu được sử dụng để mô tả vật liệu. Điều đó có nghĩa là vật liệu có thể bị phân hủy bởi các vi sinh vật như vi khuẩn, nấm hoặc tảo và sau đó chuyển thành nước, khí và chất dinh dưỡng. Vì các vật liệu này không để lại dư lượng ô nhiễm vào cuối vòng đời và tất cả các chất đều có thể được sử dụng để phát triển thực vật nên chất phân hủy sinh học là một tính từ đại diện cho một giải pháp tốt cho các vấn đề môi trường.
Phân hủy sinh học hoạt động như thế nào?
Với sự tham khảo bài viết “Biodegradation of Biodegradable Polymers in Mesophilic Aerobic Environments”, có ba quá trình phân hủy chính của vật liệu phân hủy sinh học:
Hình thành màng sinh học trên bề mặt
Vi sinh vật thường có đặc tính phân cụm. Chúng bám vào bề mặt của vật liệu phân hủy sinh học và tiếp tục sản sinh, thu hút nhiều vi sinh vật hơn để tạo thành màng sinh học và tạo ra protein, polysaccharides, axit nucleic, lipid, cộng đồng vi sinh vật, v.v., chúng được kết hợp để trở thành các chất đa bào ngoại bào dính (EPS). ). Có màng sinh học không có nghĩa là vật liệu phân hủy sinh học sẽ phân hủy nhanh chóng mà nó có thể chỉ là một cụm vi sinh vật đơn giản. Cần phải quan sát xem có bước phân hủy tiếp theo hay không.
Sự khử polyme của enzyme
Sau khi vi sinh vật hình thành màng sinh học trên bề mặt vật liệu phân hủy sinh học, các chất polyme ngoại bào được tạo ra có chứa các enzyme có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ. Các enzyme bị khử polyme thông qua hoạt động của enzyme bằng quá trình thủy phân và oxy hóa khử. Vật liệu phân hủy sinh học thường là các hợp chất hữu cơ có thành phần hóa học là liên kết Carbon-Carbon và liên kết Carbon-Hydrogen. Carbohydrate, thành phần chính của bánh mì, bánh ngọt và khoai tây mà chúng ta thường ăn, cũng được tạo thành từ các liên kết hóa học này. Hoạt động của enzyme có thể phá hủy các liên kết này và dần dần làm xói mòn, phân hủy các vật liệu có khả năng phân hủy sinh học này. Trên thực tế, nhựa cũng là một hợp chất hữu cơ và màng sinh học cũng có thể được tìm thấy trên bề mặt. Tuy nhiên, do cấu trúc liên kết khác nhau nên vi sinh vật không thể phá hủy liên kết một cách dễ dàng (hoặc rất chậm) nên phải mất hàng trăm năm mới phân hủy hoàn toàn.
Đồng hóa sinh học và khoáng hóa
Vi sinh vật có thể tạo ra các enzyme oxy hóa sau quá trình khử polyme. Các enzyme oxy hóa này có thể xâm nhập vào tế bào của vi sinh vật để oxy hóa khử thêm và trở thành nguồn cung cấp carbon và năng lượng cho vi sinh vật. Ngoài ra, trong điều kiện có sẵn oxy, các vật liệu phân hủy sinh học có thể bị phân hủy thành các thành phần khoáng hóa và sinh khối, sau đó các hợp chất như hydro sunfua và sunfat sẽ được giải phóng khỏi vật liệu phân hủy sinh học để cung cấp dinh dưỡng cho đất.
Các tính năng của phân hủy sinh học là gì?
Sau đây là năm yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy sinh học và tốc độ phân hủy:
Nhiệt độ
Nhiệt độ có ảnh hưởng đến các loại vi sinh vật có thể tồn tại và hoạt động phân hủy. Thông thường, nhiệt độ càng cao thì hiệu quả phân hủy sinh học càng tốt. Nhiệt có thể được tạo ra bởi các vi sinh vật trong quá trình phân hủy. Ví dụ, nếu đống phân trộn được đảo thường xuyên và trộn với đúng tỷ lệ vật liệu giàu nitơ và giàu carbon thì nhiệt độ có thể tự tăng lên trên 50°C. Hãy tham khảo bài viết “The Benefits of Composting at Home and How to Compost at Home” về cách trộn phân trộn và làm cho nó tự nóng lên để phân hủy nhanh. Một số vật liệu phân hủy sinh học chỉ phân hủy ở nhiệt độ nhất định. Ví dụ, polylactide (PLA) cần môi trường phân hủy công nghiệp (56-60°C) để phân hủy nhanh chóng vì nó không phân hủy hoàn toàn nhanh hơn nhiều so với nhựa thông thường ở nhiệt độ phòng.
Độ ẩm
Vi sinh vật cần vận chuyển chất dinh dưỡng giữa các tế bào và phát triển qua nước. Đồng thời, nước còn có thể đẩy nhanh phản ứng phân hủy. Tuy nhiên, nếu độ ẩm quá cao có thể dẫn đến thiếu tiếp xúc với oxy và dẫn đến quá trình ủ phân yếm khí với tốc độ phân hủy chậm hơn.
Ôxy
Nói chung, không khí chứa 21% thể tích oxy. Vi sinh vật có thể tồn tại trong môi trường thiếu oxy 5%. Tuy nhiên, nếu hàm lượng oxy thấp hơn 10% thì quá trình phân hủy vật chất sẽ chuyển sang phân hủy yếm khí, tạo ra khí metan nhà kính, đồng thời làm giảm tốc độ phân hủy. Do đó, các nhà máy ủ phân thường có hệ thống quay vòng được thiết kế tốt để phân hủy nhằm đảm bảo cung cấp đủ oxy.
Ánh sáng và tia cực tím
Ánh sáng và tia cực tím có thể làm thay đổi cả tính chất vật lý và hóa học của vật liệu phân hủy sinh học, khiến chúng dễ bị tổn thương hơn. Điều này có lợi cho quá trình phân hủy tiếp theo của vi sinh vật.
Đặc điểm của vật liệu phân hủy sinh học
Mỗi loại vật liệu phân hủy sinh học đều có cấu trúc thành phần riêng, bao gồm các loại sợi từ thảo mộc hoặc thực vật thân gỗ, các polyme hữu cơ biến tính,… sẽ ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy tùy theo đặc điểm của cấu trúc. Bề mặt càng cứng, kỵ nước và càng nhẵn thì tốc độ càng chậm và các điều kiện về nhiệt độ, độ ẩm yêu cầu càng khắt khe.
Sự khác biệt giữa phân hủy sinh học và có thể phân hủy
Chất liệu nào có thể phân hủy sinh học? 5 sản phẩm ví dụ
Các vật liệu phân hủy sinh học được sử dụng rộng rãi bao gồm polyhydroxyalkanoates (PHA) do vi sinh vật sản xuất, polylactide (PLA) tổng hợp từ tinh bột ngô, polyme lignin từ thực vật và một số hóa dầu đặc biệt như polyglycolide (PGA) để chỉ khâu phẫu thuật, polybutylene succinate (PBS) để làm màng phủ và polycaprolactone (PCL) dùng làm phương tiện y tế. Tất cả những thứ trên có thể được chế tạo thành nhiều sản phẩm khác nhau để thay thế nhựa. Tuy nhiên, do đặc tính dễ phân hủy nên các vật liệu dễ phân hủy sinh học thường được chế tạo thành các sản phẩm dùng một lần. Sau đây là năm sản phẩm phân hủy sinh học phổ biến:
Ống hút phân hủy sinh học
Có rất ít cơ hội để tái chế và tái sử dụng ống hút nhựa do kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ và chúng dễ dàng xâm nhập vào môi trường. Tệ hơn nữa, mọi người uống nước hoặc nước trái cây mỗi ngày, dẫn đến một số lượng đáng kể ống hút đã qua sử dụng. Theo thống kê của Ocean Conservancy, số lượng ống hút và que khuấy được thu gom trong năm 2016 đứng thứ sáu trong số các loại rác thải. Ống hút phân hủy sinh học có thể làm giảm thiệt hại do ống hút vô tình xâm nhập vào môi trường và tránh được những cơn ác mộng cho các sinh vật biển như rùa biển.
Hộp cơm phân hủy sinh học
Hiện nay, nhựa dùng làm hộp cơm trưa chủ yếu là polypropylen (PP), theo lý thuyết, loại nhựa này có khả năng chịu dầu, chịu nhiệt và không có chất hóa dẻo. Tuy nhiên, vì bản thân nhựa là chất ưa mỡ nên khi gặp dầu mỡ, nó có khả năng sẽ thẩm thấu vào thực phẩm qua quá trình khuếch tán, gây hại cho sức khỏe của chúng ta. Các hộp đựng bằng giấy thay thế thường được phủ một lớp hóa chất để bề mặt trở nên kỵ nước và chống dầu, có thể hòa tan thành các hóa chất độc hại khi gặp nhiệt độ cao, axit, kiềm. Sử dụng vật liệu phân hủy sinh học dựa trên sinh học có thể đảm bảo an toàn và bảo vệ chúng ta khỏi hấp thụ các chất độc hại.
Túi phân hủy sinh học
Nhiều cửa hàng cung cấp túi nhựa, một số túi nhựa mỏng hơn thường chỉ dùng một lần rồi bỏ đi. Đặc tính nhẹ và mỏng của túi nhựa giúp túi dễ dàng bị vứt đi bất cứ đâu và di chuyển đến mọi nơi trên thế giới thông qua gió hoặc nước. Trọng lượng nhẹ và độ mỏng là sự lựa chọn tốt nhất để thiết kế các sản phẩm phân hủy sinh học. Vật liệu càng mỏng thì phân hủy càng nhanh. Vì vậy, bên cạnh việc khuyến khích người tiêu dùng sử dụng túi thân thiện với môi trường có thể tái sử dụng, nhiều cửa hàng còn cung cấp túi tự hủy sinh học như một giải pháp thay thế để người tiêu dùng thân thiện với môi trường hơn khi cần túi.
Lưới đánh cá phân hủy sinh học
Lưới đánh cá tiếp xúc trực tiếp với nước biển khi sử dụng và các hạt vi nhựa sẽ thoát ra sau khi hao mòn cũng như xói mòn do nước biển. Dựa theo số liệu từ Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc, ngư cụ bị bỏ rơi trên đại dương chiếm 10% tổng lượng rác thải biển. Do nhựa khó phân hủy nên lưới đánh cá tiếp tục cuốn theo sinh vật biển (câu cá ma) dẫn đến thảm họa sinh thái. Lưới đánh cá tự hủy sinh học được thiết kế để phân hủy tự nhiên trong nước biển, nhờ đó có thể giảm thiểu tác động của việc mất lưới đánh cá đến hệ sinh thái.
Seals harmed by ghost fishing, Image: Flicker
Màng phủ có thể phân hủy sinh học
Trong nền nông nghiệp hiện đại, màng phủ được sử dụng để che phủ đất nông nghiệp. Điều này có thể làm tăng nhiệt độ bề mặt, giữ độ ẩm cho đất, ức chế cỏ dại và thúc đẩy hạt nảy mầm. Rất khó để tái chế màng phủ. Mỗi lần sử dụng sẽ khiến một lượng hạt nhựa nhất định tích tụ trong môi trường. Với màng phủ có khả năng phân hủy sinh học, màng phủ có thể tiếp tục hỗ trợ sự phát triển của cây trồng mà không gây ra vấn đề nhựa rò rỉ ra môi trường.
Plastic agricultural film, Image: Flicker
Phân hủy sinh học có thực sự tốt hơn cho môi trường?
Vật liệu phân hủy sinh học chủ yếu được sử dụng để thay thế nhựa thông thường. Không có tình trạng ô nhiễm vĩnh viễn sau khi phân hủy và trả lại môi trường nên thân thiện hơn với môi trường. Tuy nhiên, dù là nhựa thông thường hay vật liệu phân hủy sinh học, việc vứt bỏ ngẫu nhiên đều có tác động nhất định đến môi trường. Vì vậy, chỉ bằng cách xử lý tất cả các vật liệu một cách phù hợp nhất, vật liệu phân hủy sinh học mới có thể thân thiện với môi trường.
Những câu hỏi thường gặp về phân hủy sinh học
Cách tái chế các sản phẩm phân hủy sinh học
Thực hiện theo hướng dẫn do nhà sản xuất cung cấp để tái chế các sản phẩm có khả năng phân hủy sinh học. Cuối cùng chúng sẽ được đưa vào lò đốt, nơi ủ phân hoặc thùng ủ phân. Một số nhà sản xuất có cơ chế tái chế bổ sung để bù đắp những thiếu sót trong hệ thống tái chế của chính quyền địa phương.
Phân hủy sinh học cần bao nhiêu thời gian
Mỗi loại vật liệu dễ phân hủy sinh học đều có thời gian phân hủy khác nhau. Nói rộng ra, nó còn được gọi là có thể phân hủy sinh học ngay cả khi phải mất hàng thập kỷ để phân hủy. Tuy nhiên, theo cách sử dụng thông thường hiện nay, cái gọi là sản phẩm phân hủy sinh học sẽ phân hủy trong vòng vài tháng trong môi trường đất thông thường.
Nhựa phân hủy sinh học có thể phân hủy không?
Nhựa phân hủy sinh học có thể bị phân hủy. Chúng là vật liệu mới thay thế nhựa thông thường và có thể bị phân hủy bởi vi sinh vật trong một số môi trường nhất định.
4 cách chúng ta có thể tạo nên sự khác biệt
Chọn sản phẩm phân hủy sinh học thay vì nhựa không phân hủy
Như đã đề cập ở trên, vật liệu phân hủy sinh học có nhiều ứng dụng. Chúng ta nên cố gắng lựa chọn các sản phẩm có khả năng phân hủy sinh học thay vì các loại nhựa không phân hủy, đặc biệt là các mặt hàng dùng một lần như ống hút, bộ đồ ăn, túi xách,… để giảm tác động của sản phẩm vô tình xâm nhập vào môi trường sau khi sử dụng. Hơn nữa, vật liệu phân hủy sinh học dựa trên sinh học có ưu điểm là nguyên liệu thô có hàm lượng carbon thấp và bền vững.
Giảm việc sử dụng các sản phẩm dùng một lần
Một số sản phẩm dùng một lần có thể được thay thế bằng các sản phẩm có thể tái sử dụng mà không gây đau đớn. Ví dụ: mặc dù chúng ta có thể lo ngại về các vấn đề vệ sinh do làm sạch ống hút bằng thép không gỉ và sự an toàn khi mang chúng bên mình, nhưng việc sử dụng túi mua sắm bằng vải không dệt cũng giống như sử dụng túi mua sắm bằng nhựa, đây cũng là một biện pháp bảo vệ môi trường tốt. thực hành thân thiện nhằm giảm thiểu lượng rác thải từ nguồn.
Đảm bảo các sản phẩm phân hủy sinh học được sử dụng có chứng nhận đầy đủ và lượng khí thải carbon
Khi chúng ta sử dụng các sản phẩm có khả năng phân hủy sinh học, đừng quên kiểm tra xem chúng có đầy đủ các chứng nhận bao gồm giấy chứng nhận về ủ phân, an toàn và sức khỏe từ cơ quan quản lý địa phương, v.v. để đảm bảo chất lượng và tránh mua các sản phẩm không thân thiện với môi trường. cuộc nói chuyện bán hàng (chúng tôi gọi đây là rửa xanh). Các sản phẩm có nhãn carbon thể hiện dấu chân carbon giúp chúng ta hiểu rõ hơn về lượng khí thải carbon để có thể lựa chọn những sản phẩm thân thiện với môi trường hơn.
Không xả rác, hãy để thiết kế phân hủy sinh học phát huy tác dụng tốt nhất
Để tối đa hóa lợi ích môi trường của các sản phẩm phân hủy sinh học, chúng cần được tái chế đúng cách. Các sản phẩm có thể phân hủy phải được phân hủy nhanh chóng trong các cơ sở ủ phân và biến thành chất dinh dưỡng cho trái đất. Nếu vứt bừa bãi ra môi trường, chúng vẫn gây hại trước khi bị phân hủy hoàn toàn.