Biodegradation oder biotic Degradierung oder biotic Zergliederung sind die chemische Auflösung von Materialien durch Bakterien oder andere biologische Mittel. Der Begriff wird häufig in Bezug auf die Ökologie, Abfallwirtschaft, biomedicine, und die natürliche Umgebung (bioremediation) gebraucht und wird jetzt mit umweltfreundlichen Produkten allgemein vereinigt, die dazu fähig sind, sich zurück in natürliche Elemente zu zersetzen. Organisches Material kann aerobically mit Sauerstoff oder anaerobically ohne Sauerstoff erniedrigt werden. Ein mit der Biodegradation verbundener Begriff ist biomineralisation, in dem organische Sache in Minerale umgewandelt wird. Biosurfactant, ein extracellular surfactant verborgen durch Kleinstlebewesen, erhöht den Biodegradationsprozess.

Biologisch abbaubare Sache ist allgemein organisches Material wie Werk und Tiersache und andere Substanzen, die aus lebenden Organismen oder künstlichen Materialien entstehen, die dem Werk und der Tiersache ähnlich genug sind, die zu stellen ist, um durch Kleinstlebewesen zu verwenden. Einige Kleinstlebewesen haben ein natürlich Auftreten, mikrobische catabolic Ungleichheit, um eine riesige Reihe von Zusammensetzungen einschließlich Kohlenwasserstoffe (z.B Öl) sich abzubauen, sich zu verwandeln oder anzusammeln, hat biphenyls (PCBs), polyaromatische Kohlenwasserstoffe (PAHs), pharmazeutische Substanzen, Radionuklide und Metalle polychlort. Methodologische Hauptdurchbrüche in der mikrobischen Biodegradation haben ausführlich berichteten genomic, metagenomic, proteomic, bioinformatic und andere Analysen des hohen Durchflusses von umweltsmäßig relevanten Kleinstlebewesen ermöglicht, die beispiellose Einblicke in den Schlüssel biodegradative Pfade und die Fähigkeit von Kleinstlebewesen gewähren, sich an das Ändern von Umweltbedingungen anzupassen. Produkte, die biologisch abbaubare Sache und biologisch nichtabbaubare Sache enthalten, werden häufig als biologisch abbaubar auf den Markt gebracht.

Metrologie

In der Natur, verschiedene Materialien biodegrade an verschiedenen Raten. Um effektiv arbeitsfähig zu sein, brauchen die meisten Kleinstlebewesen, die der Biodegradation helfen, Licht, Wasser und Sauerstoff. Temperatur ist auch ein wichtiger Faktor in der Bestimmung der Rate der Biodegradation. Das ist, weil Kleinstlebewesen dazu neigen, sich schneller in wärmeren Bedingungen zu vermehren.

Biodegradation kann auf mehrere Weisen gemessen werden. Wissenschaftler verwenden häufig Respirometry-Tests auf aerobic Mikroben. Zuerst legt man eine feste überflüssige Probe in einen Behälter mit Kleinstlebewesen und Boden, und dann belüften Sie die Mischung. Über den Kurs von mehreren Tagen verdauen Kleinstlebewesen die Probe stückweise und erzeugen Kohlendioxyd - der resultierende Betrag von CO2-Aufschlägen als ein Hinweis der Degradierung. Biodegradation kann auch von anaerobic Mikroben und dem Betrag des Methans gemessen werden oder das beeinträchtigen sie sind im Stande zu erzeugen. In der formellen wissenschaftlichen Literatur ist der Prozess genannte Lebenswiedervermittlung.

Plastik

Es gibt zwei Haupttypen von biologisch abbaubarem Plastik auf dem Markt: biologisch hydroabbaubarer Plastik (HBP) und oxo-biologisch-abbaubarer Plastik (OBP). Beide werden zuerst chemischen Natriumskohlenstoff dioxode Degradierung durch die Hydrolyse und Oxydation beziehungsweise erleben. Das läuft auf ihren physischen Zerfall und die drastische Verminderung ihres Molekulargewichtes hinaus. Diese kleineren, niedrigeren Molekulargewicht-Bruchstücke sind dann der Biodegradation zugänglich.

OBPs werden durch das Hinzufügen eines kleinen Verhältnisses von Zusammensetzungen von spezifischen Übergang-Metallen gemacht (Eisen, Mangan, Kobalt und Nickel werden allgemein verwendet) in die normale Produktion von polyolefins wie Polyäthylen (PE), Polypropylen (SEITEN) und Polystyrol (PS). Die Zusätze handeln als Katalysatoren, um die normale oxidative Degradierung zu beschleunigen, den gesamten Prozess durch bis zu mehreren Größenordnungen (Faktoren 10) vergrößernd.

Die Produkte der katalysierten oxidative Degradierung des polyolefins sind genau dasselbe bezüglich herkömmlichen polyolefins, weil, anders als ein kleiner Betrag der zusätzlichen Gegenwart, der Plastik herkömmlicher polyolefins ist. Viele gewerblich nützliche Kohlenwasserstoffe (z.B, Speiseöle, polyolefins, vieler anderer Plastik) enthalten kleine Beträge von Zusätzen genannt Antioxidationsmittel, die oxidative Degradierung während der Lagerung und des Gebrauches verhindern. Antioxidationsmittel fungieren durch 'das Entaktivieren' der freien Radikalen diese Ursache-Degradierung. Lebenszeit (Bord-Leben + Gebrauch-Leben) wird vom Antioxidationsmittel-Niveau und der Rate der Degradierung kontrolliert, nachdem Verfügung vom Betrag und der Natur des Katalysators kontrolliert wird.

Da es keine vorhandenen entsprechenden Standards gibt, die direkt in der Verweisung auf Plastik verwendet werden können, der in die Umgebung auf andere Weisen außer dem Kompost - d. h. als Land- oder Seesänfte oder in der Geländeauffüllung eingeht, wird OBP Technologie häufig durch die HBP Industrie als unfähig angegriffen, den Standards zu entsprechen (die wirklich die Standards sind, um zu kompostieren). Es muss verstanden werden, dass das Kompostieren und Biodegradation nicht identisch ist. OBP kann jedoch gemäß ASTM D6954, und (als vom 1.1.2010) die VAE 5009:2009 geprüft werden.

HBPs neigen dazu sich abzubauen und biodegrade etwas schneller als OBP, aber sie müssen gesammelt und in eine Industriekompostieren-Einheit gestellt werden. Das Endergebnis ist dasselbe - sowohl wird zum Kohlendioxyd (CO), Wasser (HO) als auch Biomasse umgewandelt. OBP sind allgemein weniger teuer, besitzen bessere physikalische Eigenschaften und können mit der aktuellen Plastikverarbeitungsanlage gemacht werden. Jedoch strahlt HBP Methan in anaerobic Bedingungen aus, aber OBP tut nicht.

Polyester spielen eine vorherrschende Rolle in biologisch hydroabbaubarem Plastik wegen ihres potenziell hydrolysable ester Obligationen. HBP kann von landwirtschaftlichen Mitteln wie Getreide, Weizen, Zuckerrohr oder Fossil (erdölbasierte) Mittel oder Mischung der zwei gemacht werden. Einige der allgemein verwendeten Polymer schließen PHA (polyhydroxyalkanoates), PHBV (polyhydroxybutyrate-valerate), PLA (Polymilchsäure), PCL (polycaprolactone), PVA (Polyvinylalkohol), HAUSTIER (Polyäthylen terephthalate) usw. ein. Es würde irreführend sein, diese "erneuerbar" zu nennen, weil der landwirtschaftliche Produktionsprozess bedeutende Beträge von Kohlenwasserstoffen verbrennt und bedeutende Beträge von CO ausstrahlt. OBPs (wie normaler Plastik) werden von einem Nebenprodukt von Öl- oder Erdgas gemacht, das erzeugt würde, ob das Nebenprodukt verwendet wurde, um Plastik zu machen.

HBP Technologie behauptet, durch das Treffen mit dem ASTM D6400-04 und EN 13432 Standards biologisch abbaubar zu sein. Jedoch sind diese zwei allgemein angesetzten Standards mit der Leistung von Plastik in einer gewerblich geführten Kompost-Umgebung verbunden. Sie sind nicht Biodegradationsstandards. Beide wurden für biologisch hydroabbaubare Polymer entwickelt, wo der Mechanismus einschließlich der Biodegradation auf der Reaktion mit Wasser basiert und stellen Sie fest, dass in der Größenordnung von einer Produktion, um compostable zu sein, den folgenden Kriterien entsprochen werden muss:

1. Zerfall
2. : die Fähigkeit, in nichtunterscheidbare Stücke nach der Abschirmung zu brechen und sicher Lebensassimilation und mikrobisches Wachstum zu unterstützen;
3. Innewohnende Biodegradation
4. : Konvertierung von Kohlenstoff zum Kohlendioxyd zum Niveau von 60 % und 90 % über eine Zeitdauer von 180 Tagen für ASTM D6400-04 und EN 13432 beziehungsweise; es gibt deshalb wenig oder keinen zu Gunsten des Bodens verlassenen Kohlenstoff, aber der zur Atmosphäre ausgestrahlte CO trägt zu Klimaveränderung bei.
5. Sicherheit
6. : dass es keine Beweise jeder Eco-Giftigkeit im beendeten Kompost gibt und Böden Pflanzenwachstum unterstützen können; und
7. Giftigkeit
8. : dieser sind schwere Metallkonzentrationen weniger als 50 % geregelte Werte in Boden-Änderungen

Biologisch abbaubare Technologie

1973 wurde es für das erste Mal bewiesen, dass sich Polyester, wenn angeordnet, im bioactive Material wie Boden abbaut. Infolgedessen sind Polyester Wasser widerstandsfähig und können geschmolzen und in Platten, Flaschen und andere Produkte gestaltet werden, bestimmten als ein biologisch abbaubares Produkt jetzt verfügbaren Plastik machend. Folgend wurden Polyhydroxylalkanoates (PHAs) direkt von erneuerbaren Mitteln von Mikroben erzeugt. Sie sind etwa 95 % Zellbakterien und können durch genetische Strategien manipuliert werden. Die Zusammensetzung und biodegradability von PHAs können durch das Mischen davon mit anderen natürlichen Polymern geregelt werden. In den 1980er Jahren hat die Gesellschaft ICI Zenecca PHAs unter dem Namen Biopol kommerzialisiert. Es wurde für die Produktion von Shampoo-Flaschen und anderen kosmetischen Produkten verwendet. Verbraucherantwort war ungewöhnlich. Verbraucher waren bereit, mehr für dieses Produkt zu zahlen, weil es natürlich und biologisch abbaubar war, der vorher nicht vorgekommen war.

Jetzt ist biologisch abbaubare Technologie ein hoch entwickelter Markt mit Anwendungen im Produktverpacken, der Produktion und der Medizin. Biologisch abbaubare Technologie ist mit der Produktionswissenschaft von biologisch abbaubaren Materialien beschäftigt. Es beeindruckt Wissenschaft hat Mechanismen der Pflanzengenetik in die Prozesse heute gestützt. Wissenschaftler und Produktionsvereinigungen können Einfluss-Klimaveränderung helfen, indem sie einen Gebrauch der Pflanzengenetik entwickeln, die einige gegenwärtige Technologien nachahmen würde. Dadurch, auf Werke wie biologisch abbaubares durch die Fotosynthese geerntetes Material zu achten, können Verschwendung und Toxine minimiert werden.

Oxo-biologisch-abbaubare Technologie, die weiter biologisch abbaubaren Plastik entwickelt hat, ist auch erschienen. Durch das Schaffen von Produkten mit sehr großen Polymer-Molekülen von Plastik, der nur Kohlenstoff und Wasserstoff mit Sauerstoff in der Luft enthält, ist das Produkt zum Zerlegen überall von einer Woche bis zu den einem bis zwei Jahren fähig. Der chemische Degradierungsprozess ist mit der Reaktion von sehr großen Polymer-Molekülen von Plastik verbunden, der nur Kohlenstoff und Wasserstoff mit Sauerstoff in der Luft enthält. Diese Reaktion kommt sogar ohne prodegradant Zusätze, aber an einer sehr langsamen Rate vor. Deshalb dauert herkömmlicher Plastik, wenn verworfen, seit langem auf der Umgebung an. Mit dieser Reaktion katalysieren Formulierungen und beschleunigen den Biodegradationsprozess.

Biologisch abbaubare Technologie wird besonders von der biomedizinischen Gemeinschaft verwertet. Biologisch abbaubare Polymer werden in drei Gruppen eingeteilt:

medizinische, ökologische und Doppelanwendung während in Bezug auf den Ursprung werden sie in zwei Gruppen geteilt: natürlich und synthetisch. Clean Technology Group nutzt den Gebrauch des superkritischen Kohlendioxyds aus, das unter dem Hochdruck bei der Raumtemperatur ein Lösungsmittel ist, das biologisch abbaubaren Plastik verwenden kann, um Polymer-Rauschgift-Überzüge zu machen. Das Polymer (hat Bedeutung eines Materials Moleküle mit dem Wiederholen von Struktureinheiten gedichtet, die eine lange Kette bilden), wird verwendet, um ein Rauschgift vor der Einspritzung im Körper kurz zusammenzufassen, und basiert auf Milchsäure, eine Zusammensetzung, die normalerweise im Körper erzeugt ist, und ist so im Stande, excreted natürlich zu sein. Der Überzug wird für die kontrollierte Ausgabe über eine Zeitdauer von der Zeit entworfen, die Anzahl von Einspritzungen erforderlich vermindernd und den therapeutischen Vorteil maximierend. Professor Steve Howdle stellt fest, dass biologisch abbaubare Polymer für den Gebrauch in der Rauschgift-Übergabe, wie einmal eingeführt, in den Körper besonders attraktiv sind, verlangen sie keine Wiederauffindung oder weitere Manipulation und werden in auflösbare, nichttoxische Nebenprodukte erniedrigt. Verschiedene Polymer bauen sich an verschiedenen Raten innerhalb des Körpers ab, und deshalb kann Polymer-Auswahl geschneidert werden, um gewünschte Ausgabe-Raten zu erreichen.

Andere biomedizinische Anwendungen schließen den Gebrauch von biologisch abbaubaren, elastischen Polymern des Gestalt-Gedächtnisses ein. Biologisch abbaubare implant Materialien können jetzt für minimal angreifende chirurgische Verfahren durch degradable thermoplastische Polymer verwendet werden. Diese Polymer sind jetzt im Stande, ihre Gestalt mit der Zunahme der Temperatur zu ändern, Gestalt-Speicherfähigkeiten sowie leicht degradable Nähte verursachend. Infolgedessen kann implants jetzt durch kleine Einschnitte passen, Ärzte können komplizierte Deformierungen leicht durchführen, und Nähte und andere materielle Helfer können natürlich biodegrade nach einer vollendeten Chirurgie.

Etymologie von "biologisch abbaubaren"

Der erste bekannte Gebrauch des Wortes im biologischen Text, war 1961 wenn verwendet, um die Depression des Materials in die Grundbestandteile von Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff durch Kleinstlebewesen zu beschreiben. Jetzt biologisch abbaubar wird mit umweltfreundlichen Produkten allgemein vereinigt, die ein Teil des angeborenen Zyklus der Erde und fähig dazu sind, sich zurück in natürliche Elemente zu zersetzen.

Siehe auch

Links

• Die Oxo-biologisch-abbaubare Plastikvereinigung - die Handelsvereinigung für die Oxo-biologisch-abbaubare Plastikindustrie
• Die europäische Bioplastics Vereinigung Eine Handelsvereinigung für die HBP Industrie
• Biologisch abbaubares Produktinstitut - eine Handelsvereinigung für die HBP Industrie
• Die Wissenschaft von biologisch abbaubarem Plastik: Die Wirklichkeit hinter dem biologisch abbaubaren Plastikverpackungsmaterial
• Biologisch abbaubare Polyester für medizinische und ökologische Anwendungen