目錄
生物降解
編輯機制
編輯生物降解的過程可分為三個階段:生物降解,生物破碎和吸收。生物降解有時被描述為表面水平的降解,改變了材料的機械、物理和化學性質。當材料在室外環境中暴露于非生物因素時會發生此階段,并通過削弱材料的結構使其進一步降解。影響這些初始變化的一些非生物因素是環境中的壓縮、光、溫度和化學物質。 雖然生物降解通常發生在生物降解的xxx階段,但在某些情況下可能與生物降解平行。但是,Hueck將生物退化定義為活生物體對人類材料的不良作用,包括建筑物石材立面的破壞,微生物對金屬的腐蝕或僅是人造結構引起的審美變化等。通過生物的生長。
一個的Biofragmentation 聚合物是裂解方法,其中在聚合物中鍵斷裂,生成的低聚物和單體在其位置。根據系統中氧氣的存在,將這些材料破碎的步驟也有所不同。存在氧氣時,微生物對材料的分解是有氧消化。當不存在氧氣時,物質的分解就是厭氧消化。這些過程之間的主要區別在于,厭氧反應會產生甲烷,而好氧反應卻不會(但是,兩個反應都會產生二氧化碳)、水、某些類型的殘渣和新的生物質),此外,好氧消化通常比厭氧消化更快,而厭氧消化在減少物料的體積和質量方面做得更好。[7]由于厭氧消化能夠減少廢料的體積和質量并產生天然氣,因此厭氧消化技術被廣泛用于?廢物管理系統,并作為當地可再生能源的來源。
然后,將由生物分解產生的產物整合到微生物細胞中,這就是同化階段。碎裂產生的某些產物易于通過膜載體在細胞內運輸。但是,其他化合物仍必須進行生物轉化反應,才能產生可??以在細胞內運輸的產物。一旦進入細胞內,產物進入分解代謝途徑,這導致三磷酸腺苷(ATP)的產生或細胞結構的元素。
影響生物降解率的因素
編輯實際上,幾乎所有化合物和材料都經過生物降解過程。但是,重要的是這種過程的相對速率,例如幾天、幾周、幾年或幾個世紀。許多因素決定了有機化合物降解的速度。影響因素包括光、水、氧氣和溫度。許多有機化合物的降解速度受到其生物利用度的限制,生物利用度是指物質被吸收到系統中或在生理活性部位可用的速度。因為化合物必須在釋放之前釋放到溶液中生物可以降解它們。生物降解的速率可以通過多種方法來衡量。呼吸計量測試可以用于好氧微生物。首先將固體廢物樣品放入裝有微生物和土壤的容器中,然后對混合物充氣。在幾天的過程中,微生物會一點一點地消化樣品并產生二氧化碳產生的CO 2量可作為降解的指標。生物降解性也可以通過厭氧性微生物以及它們能夠產生的甲烷或合金的量來測量。
請務必注意在產品測試過程中會影響生物降解率的因素,以確保產生的結果準確可靠。幾種材料將在實驗室中于最佳條件下測試為可生物降解,以供審批,但這些結果可能無法反映現實世界的結果,因為這些因素的可變性更大。例如,一種材料可能已經在實驗室中進行了高速率的生物降解測試,可能不會在垃圾填埋場中以高速率降解,因為垃圾填埋場通常缺乏發生降解所必需的光,水和微生物活性。因此,制定塑料可生物降解產品標準對環境影響很大,這一點非常重要。準確的標準測試方法的開發和使用可以幫助確保所有正在生產和商業化的塑料都可以在自然環境中進行生物降解。為此目的開發的一種測試是DINV54900。
可生物降解技術
編輯現在,可生物降解技術已經成為高度發達的市場,并在產品包裝,生產和藥品中得到了應用。生物質的生物降解提供了一些指導。聚酯可生物降解。
氧化生物降解被CEN(歐洲標準組織)定義為“?同時或相繼由氧化現象和細胞介導現象導致的降解”。盡管有時被描述為“可氧分解的”和“可氧降解的”,但這些術語僅描述了xxx相或氧化相,不應用于通過CEN定義的可被氧生物降解過程降解的材料:正確的描述為“可氧化降解。”
通過將塑料產品與僅包含碳和氫的非常大的聚合物分子與空氣中的氧氣結合,可以使產品在一周到一到兩年的任何時間內分解。即使沒有助添加劑也可以以非常慢的速度發生該反應。這就是為什么常規塑料在丟棄后會在環境中長期保留的原因。氧可生物降解的制劑催化并加速了生物降解過程,但是需要大量的技能和經驗來平衡制劑中的成分,從而為產品提供一定時期的使用壽命,然后降解和生物降解。
生物醫學界尤其利用生物可降解技術。可生物降解的聚合物分為三類:醫學、生態和雙重用途,而就其來源而言,又分為兩類:天然和合成。清潔技術小組正在開發超臨界二氧化碳的使用,該超臨界二氧化碳在室溫和高壓下是一種溶劑,可以使用可生物降解的塑料制造聚合物藥物涂層。聚合物(意指由具有形成長鏈的重復結構單元的分子組成的材料),用于在體內注射之前封裝藥物,該藥物基于乳酸,通常在體內產生的化合物,因此能夠自然排泄。涂層設計用于一段時間內的控釋,減少了所需的注射次數,并最大化了治療效果。Steve Howdle教授指出,可生物降解的聚合物特別適合用于藥物輸送,因為一旦被引入體內,它們就無需回收或進一步處理,并且會降解為可溶的,無毒的副產物。不同的聚合物在體內的降解速率不同,因此可以調整聚合物的選擇以實現所需的釋放速率。
其他生物醫學應用包括使用可生物降解的彈性形狀記憶聚合物。現在,可生物降解的植入物材料可通過可降解的熱塑性聚合物用于微創外科手術。這些聚合物現在能夠隨著溫度的升高而改變其形狀,從而產生形狀記憶功能以及易于降解的縫合線。結果,植入物現在可以通過小切口安裝,醫生可以輕松地進行復雜的變形,而縫合線和其他材料助手可以在完成手術后自然地降解。
生物降解與堆肥
編輯沒有關于生物降解的通用定義,堆肥的定義也多種多樣,這導致了術語之間的混淆。他們經常混在一起;但是,它們的含義不同。生物降解是微生物(例如細菌和真菌)或其他生物活性對材料的自然分解。堆肥是人為驅動的過程,在這種過程中,在特定情況下會發生生物降解。兩者之間的主要區別在于,一個過程是自然發生的,而一個過程是人為驅動的。
可生物降解的材料能夠在沒有氧氣源的情況下(厭氧地)分解為二氧化碳、水和生物質,但是時間軸的定義不是很明確。同樣,可堆肥材料分解為二氧化碳,水和生物質。然而,可堆肥材料也分解為無機化合物。堆肥過程的定義更為明確,因為它是由人類控制的。本質上,由于環境優化,堆肥是一種加速的生物降解過程。此外,堆肥的最終產品不僅返回到其先前的狀態,而且還產生了有益的微生物并將其添加到稱為腐殖質的土壤中。這種有機物可用于花園和農場,以幫助將來種植更健康的植物。由于堆肥是一個更為明確的過程,而且人工干預可以加快堆肥的過程,因此堆肥時間更短。生物降解可以在不同的情況下在不同的時間范圍內發生,但這意味著無需人工干預即可自然發生。
即使在堆肥中,也會發生不同的情況。堆肥的兩種主要類型是家庭用和商業用。兩者都會產生可重復使用的健康土壤-主要區別在于能夠使用哪些材料進行加工。家庭堆肥主要用于食物殘渣和多余的園林材料,例如雜草。商業堆肥能夠分解更復雜的植物基產品,例如玉米基塑料和較大的材料碎片。商業堆肥首先使用粉碎機或其他機器手動將物料分解,以啟動該過程。由于家庭堆肥通常規模較小,并且不涉及大型機械,因此這些材料在家庭堆肥中不會完全分解。此外,一項研究對家庭和工業堆肥進行了比較和對比,得出結論認為兩者都有優點和缺點。
以下研究提供了一些實例,其中在科學背景下將堆肥定義為生物降解的子集。xxx項研究“在實驗室測試環境中模擬堆肥條件下對塑料的生物降解性進行評估”明確檢查了堆肥是屬于降解類別的一組情況。此外,本項下一項研究著眼于化學和物理交聯的聚乳酸的生物降解和堆肥作用。值得注意的是,將堆肥和生物降解作為兩個不同的術語進行討論。第三項也是最后一項研究回顧了歐洲包裝行業中可生物降解和可堆肥材料的標準化,再次使用了術語。
這些術語之間的區別至關重要,因為廢物管理的混亂會導致人們每天不正確地處置材料。生物降解技術已xxx改善了我們處理廢物的方式。現在存在垃圾、回收和堆肥箱,以優化處置過程。但是,如果這些廢物流經常被混淆,那么處置過程根本就不會得到優化。已經開發了可生物降解和可堆肥的材料,以確保更多的人類廢物能夠分解并恢復到以前的狀態,或者在堆肥的情況下甚至可以向地面添加營養。當將可堆肥產品扔掉而不是堆肥并送往垃圾填埋場時,浪費了這些發明和精力。因此,對公民而言,重要的是要理解這些術語之間的區別,以便可以正確,有效地處置材料。
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