Mokry papierowy pojemnik ulegający biodegradacji.
Sztućce wykonane z materiału ulegającego biodegradacji.
Biodegradacja (gr. bios ‘życie’, łac. degradatio ‘obniżenie’)[1] – biochemiczny rozkład związków organicznych przez saprobionty (głównie bakterie [1] [2] [3] [4] i grzyby [1] [2] [4] , ale także pierwotniaki , promieniowce , glony i robaki )[1] na proste związki nieorganiczne [1] [2] [3] [4] . Poza organizmami żywymi, do biodegradacji przyczyniają się także czynniki naturalne, takie jak: światło słoneczne , tlen z powietrza i woda [3] . Dzięki niej rozkładowi może ulegać nawet 95% substancji organicznej[1] .
Biodegradacja jest procesem bardzo powszechnym. Przebiega we wszystkich biocenozach . Zamyka ona cykle biogeochemiczne większości pierwiastków chemicznych , poprzez doprowadzenie związków do form przyswajalnych przez rośliny . O ile biodegradacja związków występujących naturalnie przebiega bardzo szybko (przykładem są lasy równikowe ), o tyle rozkład substancji sztucznych, wytworzonych przez człowieka, może trwać nawet do kilku tysięcy lat (np. pochodne ropy naftowej , pestycydy , materiały wybuchowe )[2] . Mimo to proces ten ma duże znaczenie w zachowaniu środowiska naturalnego , ponieważ zmniejsza stopień jego zanieczyszczenia[3] .
Dużą zdolność do biodegradacji wykazują zasobne w próchnicę , biologicznie aktywne gleby [1] .
Rozkład szczątków organicznych przebiega zarówno w obecności tlenu, jak i przy jego braku. Aeroby degradują je, wykorzystując tlen jako utleniacz . Anaeroby zastępują tlen azotanami , siarczanami , jonami metali lub dwutlenkiem węgla . W ten sposób metanotrofy potrafią rozkładać węglowodory alifatyczne , a nawet ich halogenki [2] .
Obecnie zastępuje się trwałe tworzywa sztuczne i detergenty odpowiednikami, które ulegają biodegradacji[3] .
W przeciwieństwie do mineralizacji , terminu biodegradacja używa się raczej w odniesieniu do substancji szkodliwych (np. pestycydów)[1] .
Zastosowania biodegradacji
Najpopularniejszym wykorzystaniem biodegradacji przez człowieka są filtry awaryjne w biologicznych oczyszczalniach ścieków [1] [2] [4] oraz stawach biologicznych , służących do fermentacyjnego oczyszczania odpadów (np. z cukrowni ). Konieczne jest zapewnienie odpowiednich warunków dla mikroorganizmów przeprowadzających biodegradację. Należy utrzymywać odpowiednią temperaturę oraz usunąć ze ścieków substancje toksyczne dla biodegradatorów (np. detergenty , pestycydy )[1] .
Ma również zastosowanie na składowiskach odpadów [2] [4] , przy produkcji biogazu z odpadów i ścieków, biomasy paszowej ze ścieków[1] [2] [4] oraz rozpuszczalnych w wodzie pestycydów w opakowaniach podatnych na biodegradację[1] .
Badania nad biodegradacją[2]
Przez wiele lat na Ziemi nagromadziły się ogromne ilości odpadów, a nowe są wytwarzane każdego dnia. W związku z tym trwają prace nad zwiększeniem zdolności biodegradacyjnych mikroorganizmów. Równolegle do nich poszukiwane są biodegradowalne zamienniki do obecnie wykorzystywanych w przemyśle materiałów. Takie zamienniki musiałyby jednak spełniać wszystkie wymogi, które spełniają obecnie wykorzystywane tworzywa. Badania skupiają się głównie na polimerach , których produkcja w 2002 roku wyniosła ponad 180 mld ton . Rozwiązania problemu poszukuje się w dwóch kierunkach:
Zobacz też
Przypisy
Linki zewnętrzne