Phân hủy sinh học là gì? Quy trình, cơ chế, các yếu tố ảnh hưởng. Tất cả câu trả lời sẽ có trong bài viết này, hãy chú ý theo dõi!
Khái niệm “phân hủy sinh học” vẫn còn khá mới mẻ với nhiều người, ngay cả những người quan tâm đến vấn đề bảo vệ môi trường.
Phân hủy sinh học là gì?
Phân hủy sinh học là khái niệm dùng để chỉ sự phân hủy các chất hữu cơ dưới tác dụng của các vi sinh vật như vi khuẩn, nấm, thành CO2, H2O, sinh khối …
Nói một cách dễ hiểu, đây là quá trình vật liệu (hay chất thải) tự phân hủy trong môi trường dưới tác động của nhiệt độ, độ ẩm… và sự hỗ trợ của vi khuẩn, nấm mốc.
Thời gian phân hủy sinh học là bao lâu?
Trên thực tế, tất cả các chất thải đều trải qua quá trình phân hủy này. Tuy nhiên, tùy từng loại vật liệu sẽ có thời gian, tốc độ phân hủy và mức độ ảnh hưởng đến môi trường khác nhau.
Theo đó, có những sản phẩm chỉ cần 2-4 tuần là có thể phân hủy mà không gây hại đến hệ sinh thái đất và nước. Đây là những sản phẩm được làm từ vật liệu dễ phân hủy, thân thiện với môi trường.
Ngược lại, có những loài phải mất hàng chục, hàng triệu năm mới có thể phân hủy hoàn toàn, dù thời gian vẫn chưa được kiểm chứng. Chẳng hạn, các sản phẩm bao bì ni lông dùng một lần (túi ni lông, ống hút nhựa…) không có khả năng phân hủy sinh học, gây ô nhiễm môi trường nặng nề.
Ý nghĩa của phân hủy sinh học
Hiện nay, phân hủy sinh học được ứng dụng vào mục đích xử lý môi trường, là nền tảng để sản xuất các sản phẩm phân hủy sinh học trong thời gian ngắn, giúp giảm thiểu rác thải và bảo vệ môi trường.
Vì vậy, không khó để bạn tìm thấy những sản phẩm làm từ vật liệu dễ phân hủy để góp phần bảo vệ môi trường. Cụ thể như:
Giấy: Được sản xuất từ nguyên liệu tự nhiên hoặc không phải gỗ, các sản phẩm giấy như ly, tách, đĩa, hộp giấy, túi giấy … có thể tự hủy nhanh chóng trong 2-6 tháng và đang được sử dụng rộng rãi. rộng rãi trong cuộc sống.
Nhựa nguyên sinh: Hộp nhựa, bát nhựa hay khay nhựa… được làm từ nhựa tái sinh. Điều này vừa bảo vệ sức khỏe khi sử dụng vừa hạn chế rác thải gây ô nhiễm môi trường.
Nhựa phân hủy sinh học: Nếu với nhựa thông thường thì thời gian phân hủy từ hàng trăm đến hàng nghìn năm. Thì các loại bao bì tự hủy như túi đựng rác tự hủy, găng tay sinh học… được làm từ nguyên liệu hữu cơ, có thành phần tự nhiên nên có khả năng phân hủy nhanh chóng. Nhựa phân hủy sinh học chỉ mất từ 2-12 tháng mà không gây ô nhiễm môi trường đất và nước.
Các vật liệu khác như tre, gỗ, cát sa mạc… cũng là những vật liệu thân thiện với môi trường vừa an toàn cho sức khỏe vừa có tuổi thọ cao.
Cơ chế phân hủy sinh học
Quá trình phân hủy sinh học diễn ra theo 3 cơ chế: phản xạ sinh học, phản ứng sinh học và đồng hóa. Hãy cùng tìm hiểu những đặc điểm cơ bản của từng giai đoạn dưới đây nhé!
Phản xạ sinh học
Đây là giai đoạn đầu tiên của quá trình phân hủy sinh học, xảy ra khi vật liệu tiếp xúc với các yếu tố bên ngoài như ánh sáng, nhiệt độ và hóa chất. Thời gian càng lâu, sự xuống cấp càng trầm trọng.
Kết quả của quá trình này là vật liệu bị phân huỷ ở bề mặt, làm thay đổi các tính chất cơ, lý, hoá và làm suy yếu dần cấu trúc của vật liệu.
Phản ứng sinh học
Phản ứng sinh học còn được gọi là phản ứng phân huỷ polyme. Giai đoạn này là quá trình phân ly các liên kết polyme thành các phân tử đơn hoặc đa phân tử có khối lượng thấp hơn khi tương tác với các enzym của vi khuẩn và nấm.
Cơ chế phản ứng sinh học xảy ra khi có sự hoạt động của vi sinh vật trong điều kiện hiếu khí hoặc kỵ khí. Cả hai phản ứng này đều tạo ra nước, CO2 và sinh khối.
Đồng hóa
Đồng hóa là quá trình xảy ra sau khi phản ứng sinh học kết thúc, giai đoạn này sẽ tích hợp các sản phẩm thu được từ phản ứng sinh học vào tế bào vi sinh vật (vi khuẩn, nấm,…).
Đặc biệt, một số sản phẩm thoái hóa được vận chuyển dễ dàng trong tế bào. Nhưng cũng có những chất phải trải qua quá trình biến đổi sinh học trước khi chúng có thể được vận chuyển trong tế bào.
Yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy sinh học
Khái niệm phân hủy sinh học chắc chắn ai cũng hiểu. Ngoài ra, không nên bỏ qua các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tự hủy. Đối với các sản phẩm sau khi sử dụng, bạn có thể đẩy nhanh quá trình phân hủy sinh học của chúng. Vì quá trình này còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như:
Ánh sáng
Có thể nói, ánh sáng là yếu tố cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật, ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình phá hủy cấu trúc của vật liệu nhanh hay chậm.
Cụ thể, nếu có ánh sáng với cường độ hợp lý, vi sinh vật sẽ sinh sản mạnh, tăng khả năng “tiêu thụ” và giảm trọng lượng nguyên liệu, giúp quá trình tự phân hủy diễn ra cũng nhanh hơn.
Nhiệt độ
Nói chung, nhiệt độ là một yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy vật liệu (phản xạ sinh học) và tốc độ phản ứng sinh học (phân hủy polyme).
Theo đó, nhiệt độ càng cao càng tốt cho quá trình phản xạ sinh học, giúp cấu trúc vật chất phân hủy nhanh hơn và ngược lại.
Về cơ chế phản ứng sinh học, nếu nhiệt độ trên 40 độ C thì sự phân hủy giảm dần, còn ở nhiệt độ gần 0 độ C thì sự phân hủy gần như hoàn toàn dừng lại.
Nước
Nước là dung môi để thủy phân nguyên liệu, tạo độ ẩm cần thiết cho vi sinh vật tồn tại và phát triển. Vì vậy, nước cũng là yếu tố ảnh hưởng lớn đến thời gian của các phản ứng sinh học.
Thông thường, để tăng tốc độ phản ứng phân rã polyme, nước được thêm vào khi vật liệu được ủ. Vì nước sẽ giúp nấm và vi khuẩn sinh sôi và phát triển mạnh, làm tăng tốc độ của các phản ứng sinh học.
Oxy
Oxy là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển của vi sinh vật. Đơn giản vì có những vi sinh vật chỉ sống được trong môi trường có oxy và không có oxy. Vì vậy, muốn tăng hoặc giảm tốc độ phân hủy, người ta chỉ cần tăng hoặc giảm nồng độ oxy cho phù hợp.
Lời kết
Hy vọng những thông tin trên đã giúp bạn hiểu phân hủy sinh học là gì và các điều kiện ảnh hưởng đến thời gian phân hủy của vật liệu trong môi trường. Từ đó, hãy hành động thiết thực bằng việc lựa chọn những sản phẩm có thể phân hủy sinh học, góp phần bảo vệ môi trường sống.
