什么是可生物降解的产品?

可生物降解产品能否解决城市垃圾问题?

可生物降解的

Unsplash 上提供的 Scott Van Hoy 图像

可生物降解包装已被确定为解决因废物产生而造成的环境影响的解决方案。有许多现有的解决方案来减少大城市产生的废物量,例如回收、堆肥、焚烧、包装再利用(可再填充、可回收等)以及使用有争议的可生物降解产品——这个术语已被广泛使用在几个项目中,因为它增加了“生态正确”的价值并吸引了更多的消费者。

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生物降解定义为在适当的温度、湿度、光照、氧气和营养物质条件下,由微生物的作用促进的化学转化过程。生物降解可以是需氧的或厌氧的。在这个过程中,原始材料被改变,通常转化为更小的分子——在某些情况下,水、二氧化碳和生物质。定义材料是否可生物降解的一个非常重要的参数是通过微生物的作用分解所需的时间。通常,当材料在数周或数月的时间尺度内分解时,它被认为是可生物降解的。为了使可生物降解材料的降解有效,必须将材料与有机废物一起送到堆肥单元,因为在这种环境中,材料会找到最佳的分解条件。

  • 什么是生物降解?

一种材料甚至可以被微生物作用分解,但发生这种情况的时间很长,因此,这种材料不被归类为可生物降解的。例如:某些类型的塑料(PVC、聚乙烯和聚丙烯),可以通过微生物作用分解,但需要十到二十年才能消失——取决于它们的厚度,这个时间可能更长——因此,它们不被归类作为可生物降解。

要被视为可生物降解,材料或产品必须符合一些国际标准,例如美国 ASTM 6400、6868、6866、欧洲 EN 13432 或巴西 ABNT NBr 15448 用于生物降解和堆肥,并通过认证测试证明其性能实验室。接下来,介绍塑料的可生物降解(可堆肥)认证步骤及其各自的标准:
  1. 材料的化学表征:此步骤包括分析材料成分中的重金属和挥发性固体。
  2. 生物降解:它是通过可堆肥塑料排放的 CO2 量与标准样品在一段时间后的生物降解过程中排放的量之间的关系来衡量的(ASTM D5338)。
  3. 分解:材料必须在 90 天内物理分解(超过 90%)成小于 2 毫米的碎片(ISO 16929 和 ISO 20200)。
  4. 生态毒性:经验证,在此过程中不会产生阻碍植物发育的有毒物质。
欧洲生物塑料密封件

已被生物可降解变体替代的材料是石油衍生塑料。造成这种情况的主要原因是这种材料必须具有高抗降解性,某些类型的塑料需要 100 多年才能降解。因此,垃圾堆和自然环境中物质的积累正在增加。可生物降解塑料以简单的方式分为天然或合成。

合成生物降解塑料

在这一组中有一些类型的合成聚合物,它们可以自然降解,或者通过添加可以加速其降解的物质。在这些塑料中,氧生物降解材料和聚(ε-己内酯)(PCL)脱颖而出。氧化生物降解塑料是合成塑料,其中已将促氧化化学添加剂加入其组合物中,能够启动或加速氧化降解过程,生成可生物降解的产品。 PCL 是一种可生物降解的热塑性聚酯,与医疗应用具有生物相容性。

  • 氧化可生物降解塑料:环境问题还是解决方案?

天然生物降解塑料

天然可生物降解聚合物,也称为生物聚合物,是所有由天然和可再生资源生产的聚合物。它们包括植物产生的多糖(玉米淀粉、木薯等)、微生物产生的聚酯(主要是不同类型的细菌)、天然橡胶等。

洗涤剂

然而,塑料并不是第一个因环境影响而发生变化或更换的产品。直到 1965 年,洗涤剂才被用作支链烷基化原料(表面活性剂 - 根据定义,表面活性剂是一种用于制造清洁和化妆品的合成物质,它会导致在自然状态下不会(例如水和油),其很少的生物降解在水道和处理厂中产生泡沫产生的现象。因此,支链烷基化物被归类为可生物降解的线性烷基化物所取代 - 然后制定了禁止使用支链烷基化物的法律。在巴西,卫生部自 1981 年 1 月起(第 79,094 号法令第 68 条,被 2013 年第 8.077 号法令撤销)禁止制造、销售或进口含有非- 可生物降解的阴离子表面活性剂。

线性表面活性剂的生物降解可分为初级和全部(或矿化)。

初级生物降解

初级生物降解是当分子被细菌氧化或改变时发生的生物降解,因此它失去了表面活性剂的特性,或者它不再响应检测原始表面活性剂的特定分析程序。在大多数情况下,这个过程会很快完成,一些特殊的细菌能够代谢表面活性剂。最初,初级生物降解被认为是足够的,然而,有机废物被认为是环境外来的。

完全生物降解或矿化

总生物降解或矿化被定义为表面活性剂分子完全转化为 CO2、H2O、无机盐和与细菌正常代谢过程相关的产物。

生物降解是救赎吗?

随着对可生物降解产品的需求不断增加,市场上出现了新的产品替代品。越来越多的研究用于开发可生物降解的传统产品,例如尿布、杯子、钢笔、厨房用具、衣服等。

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尽管可生物降解包装提出了一些优点,但一些研究人员认为这不是某些类型废物的最佳替代方案。根据里约热内卢联邦大学 (UFRJ) 的 José Carlos Pinto 教授的说法,生态学家将塑料材料视为垃圾是错误的。对于研究人员来说,残留物必须作为原材料处理。所有塑料材料都具有潜在的可回收性和可重复使用性。因此,对于何塞·卡洛斯来说,国家环境秘书处应该为普及环境教育和实施有选择地收集和回收垃圾的公共政策而奋斗;此外,联邦政府应实施政策,迫使大型塑料生产商投资回收和再利用其产品。

重要的是要认识到,如果塑料材料(例如食物和有机废物)降解,降解产生的材料(例如甲烷和二氧化碳)最终会进入大气和含水层,极大地促进全球变暖和随着水和土壤质量的恶化。

材料的生物降解特性对环境非常有利,但这并不是减少废物产生的唯一解决方案。有必要研究给定材料的降解可能对环境造成的所有影响,并进一步考虑给定产品最有效的目的地是什么。



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