Language
Country/Area
No result found
Tại sao nhựa không thể phân hủy tự nhiên? Những sinh vật tuyệt vời này có thể tái sinh nhựa!
Khi sử dụng các sản phẩm nhựa, chúng ta có bao giờ nghĩ đến hậu quả của những sản phẩm này sau khi sử dụng không? Cấu trúc hóa học đặc biệt của nhựa khiến nó cực kỳ khó phân hủy tự nhiên trong môi trường, không chỉ gây gánh nặng cho môi trường sinh thái mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Để tìm kiếm giải pháp, các nhà khoa học đã bắt đầu nghiên cứu nhiều loại sinh vật và các chất phụ gia phân hủy sinh học liên quan nhằm mục đích đảo ngược số phận của nhựa. Sau đây là lý do tại sao nhựa không phân hủy tự nhiên và công nghệ sinh học hiện tại có thể giúp nhựa có thêm sức sống mới.
Nhựa không phân hủy
Hầu hết các loại nhựa tổng hợp đều là vật liệu không phân hủy sinh học, phải mất hàng thập kỷ hoặc thậm chí hàng thế kỷ mới phân hủy hoàn toàn trong môi trường tự nhiên. Điều này là do cấu trúc phân tử của nhựa rất ổn định và không có enzyme phân hủy của vi sinh vật để dễ dàng phân hủy nhựa. Hơn nữa, khi nhựa trải qua quá trình oxy hóa quang học hoặc phân hủy nhiệt dưới tác động của ánh sáng mặt trời và nhiệt, cấu trúc phân tử của chúng có thể chỉ bị phân hủy thành các vi nhựa nhỏ hơn nhưng vẫn có hại thay vì phân hủy sinh học thực sự.
Sự gia tăng của các chất phụ gia phân hủy sinh học
Sự xuất hiện của các chất phụ gia phân hủy sinh học mở ra một giải pháp mới để giải quyết ô nhiễm nhựa. Các chất phụ gia này có thể làm tăng tốc độ phân hủy nhựa bởi vi sinh vật, do đó nhựa không còn là vấn đề môi trường thường trực nữa. Các chất phụ gia này thường ở dạng hỗn hợp, sử dụng các loại nhựa mang như polyethylene và polypropylene để thúc đẩy quá trình phân hủy.
Các chất phụ gia phân hủy sinh học thu hút các vi sinh vật đến bề mặt nhựa thông qua cảm biến số lượng để phân hủy.
Cơ chế phân hủy sinh học
Cơ chế phân hủy nhựa của vi sinh vật thường bao gồm các hoạt động trực tiếp và gián tiếp. Hành động trực tiếp có nghĩa là một số vi sinh vật có thể trực tiếp tiêu thụ các mảnh nhựa và sử dụng carbon trong nhựa làm nguồn dinh dưỡng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các vi sinh vật như Brevibacillus borstelensis có thể hấp thụ polyethylene một cách hiệu quả.
Hành động gián tiếp là thông qua quá trình phân hủy nhựa bởi các enzyme của vi khuẩn, dẫn đến sự thoái hóa của nhựa.
Sự phân hủy trong các điều kiện môi trường khác nhau
Quá trình phân hủy sinh học chịu ảnh hưởng của điều kiện môi trường và được chia thành hai loại: hiếu khí (cần oxy) và kỵ khí (không cần oxy). Trong điều kiện hiếu khí, vi sinh vật sử dụng oxy làm chất nhận electron và sản phẩm cuối cùng là carbon dioxide và nước. So với quá trình kỵ khí, các hóa chất khác (như axit sunfuric, axit nitric, v.v.) được sử dụng làm chất nhận electron để sản xuất mêtan. Trong cả hai trường hợp, vi sinh vật đều có thể tham gia vào quá trình phân hủy nhựa bằng enzyme.
Các loại phụ gia phân hủy sinh học chính
Tinh bộtTinh bột là một chất phụ gia phân huỷ sinh học phổ biến vì nó là carbohydrate dạng polyme có thể được vi sinh vật tiêu thụ trực tiếp. Tính chất có thể tái tạo và chi phí thấp của tinh bột khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng. Sự kết hợp với polyethylene làm cho nhựa trở nên ưa nước hơn và cải thiện hiệu quả phân hủy của vi sinh vật.
Tăng cường sinh học
Tăng cường sinh học là quá trình bổ sung các chủng vi sinh vật cụ thể vào nhựa để tăng khả năng phân hủy của chúng. Phương pháp này đã được áp dụng thành công đối với nhựa phân hủy sinh học để đẩy nhanh quá trình phân hủy tự nhiên của nhựa. Lấy Geobacillus thermoleovorans làm ví dụ, sự bám dính và phân hủy thành công của vi sinh vật này trong các môi trường khác nhau đã thúc đẩy quá trình phân hủy sinh học của axit polylactic.
Hỗ trợ oxy
Vai trò của chất thúc đẩy oxy là cung cấp nhiều nguồn cacbon có trọng lượng phân tử thấp hơn cho vi sinh vật bằng cách thúc đẩy tốc độ oxy hóa nhiệt và oxy hóa quang. Mặc dù các chất phụ gia này có thể đẩy nhanh quá trình phân hủy, nhưng nhựa phân hủy không hoàn toàn có thể dẫn đến sự hình thành các hạt vi nhựa. Do đó, cần phải thận trọng khi sử dụng nó.
Tác động môi trường
Nếu các chất phụ gia phân hủy sinh học có thể được áp dụng thành công, nó sẽ có ý nghĩa to lớn trong việc giảm thiểu sự tích tụ nhựa trong môi trường. Với sự gia tăng sử dụng nhựa trên toàn cầu, việc tìm kiếm các chất phụ gia phân hủy mới để rút ngắn thời gian phân hủy đã trở thành trọng tâm nghiên cứu hiện nay. Giảm thời gian phân hủy từ hàng thập kỷ xuống còn vài tháng hoặc thậm chí vài năm là mục tiêu đáng để chúng ta mong đợi và nỗ lực.
Trước những vấn đề môi trường to lớn do nhựa gây ra, bạn có nghĩ rằng các công nghệ mới và giải pháp sinh học có thể thực sự cứu được hành tinh của chúng ta không?
