การย่อยสลายทางชีวภาพคืออะไร

การย่อยสลายทางชีวภาพเป็นกระบวนการสลายตัวของวัสดุโดยการย่อยสลายจุลินทรีย์

การย่อยสลายทางชีวภาพ

แก้ไขและปรับขนาดรูปภาพโดย Del Barrett ได้ใน Unsplash

การย่อยสลายทางชีวภาพเป็นกระบวนการสลายตัวของวัสดุที่เกิดจากแบคทีเรีย เชื้อรา และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ คำนี้ใช้ครั้งแรกในปี 1961 เพื่ออธิบายการสลายตัวของวัสดุที่ประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน

การย่อยสลายทางชีวภาพเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการบำรุงรักษาสิ่งมีชีวิตบนโลก เนื่องจากทำให้เกิดฮิวมัส ซึ่งจะคืนสารอาหารให้กับพืช ควบคุมจำนวนจุลินทรีย์ และทำให้ดินอุดมสมบูรณ์

หากปราศจากการย่อยสลายทางชีวภาพ การก่อตัวของฮิวมัสจะเป็นไปไม่ได้ และสารอาหารจะติดอยู่กับสิ่งมีชีวิตชั่วนิรันดร์ และไม่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ตามธรรมชาติ ทำให้ชีวิตบนโลกนี้เป็นไปไม่ได้อย่างที่เราทราบ

  • ปุ๋ยอินทรีย์: มันคืออะไรและหน้าที่ของดินคืออะไร

จุลินทรีย์ทำการย่อยสลายทางชีวภาพเพื่อใช้สารเคมีในการหายใจของเซลล์และในการก่อตัวของกรดอะมิโน เนื้อเยื่อ และสิ่งมีชีวิตใหม่

นอกจากมีส่วนช่วยในการรีไซเคิลสารอาหารแล้ว การย่อยสลายทางชีวภาพยังช่วยขจัดสิ่งปนเปื้อนที่มีแหล่งกำเนิดอินทรีย์ เช่น อุจจาระ ผงซักฟอก กระดาษ ไฮโดรคาร์บอน ฯลฯ มันสามารถเกิดขึ้นได้จากการย่อยสลายแบบแอโรบิก (โดยมีออกซิเจน) หรือการย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจน (ไม่มีออกซิเจน)

คำนี้มักใช้ในชีวการแพทย์ การจัดการของเสีย ระบบนิเวศน์ และการบำบัดทางชีวภาพ และเกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมซึ่งสามารถย่อยสลายกลับเป็นองค์ประกอบทางธรรมชาติได้

แต่สิ่งสำคัญคือต้องไม่สับสนกับการย่อยสลายทางชีวภาพกับการทำปุ๋ยหมัก เมื่อบางสิ่งสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ก็หมายความว่าจุลินทรีย์สามารถบริโภคสิ่งนั้นได้ ในทางกลับกัน การทำปุ๋ยหมักคือการเปลี่ยนแปลงของอินทรียวัตถุให้กลายเป็นวัสดุที่มีความเสถียร ซึ่งอุดมไปด้วยฮิวมัสและสารอาหารจากแร่ธาตุ ด้วยคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และชีวภาพที่เหนือกว่า (ภายใต้ลักษณะทางการเกษตร) มากกว่าที่พบในวัตถุดิบดั้งเดิม

  • ปุ๋ยหมักคืออะไรและทำอย่างไร
  • PAHs: โพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนคืออะไรและผลกระทบ
  • Ascarel: คุณรู้หรือไม่ว่า PCB คืออะไร?

ในบรรดาสารปนเปื้อนที่จุลินทรีย์สามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ได้แก่ น้ำมัน (ไฮโดรคาร์บอน) โพลีไซคลิก อะโรมาติก ไฮโดรคาร์บอน (PAHs) โพลีคลอริเนต ไบฟีนิล (PCBs) สารทางเภสัชกรรม และอื่นๆ

ปัจจัยที่มีผลต่อการย่อยสลายทางชีวภาพ

ในทางปฏิบัติ สารประกอบทางเคมีและวัสดุเกือบทั้งหมดอยู่ภายใต้การย่อยสลายทางชีวภาพ อย่างไรก็ตาม ความสำคัญอยู่ที่เวลาที่วัสดุแต่ละประเภทต้องการ ปัจจัยต่างๆ เช่น น้ำ แสง อุณหภูมิ และออกซิเจนรบกวนกระบวนการ

ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพสามารถวัดได้หลายวิธี ตัวอย่างเช่น การทดสอบการหายใจสามารถใช้กับจุลินทรีย์แอโรบิกได้ ด้วยเหตุนี้ออกซิเจนจึงถูกเติมลงในส่วนผสมของขยะมูลฝอยกับจุลินทรีย์และดิน ในช่วงเวลาหลายวันที่จุลินทรีย์ย่อยได้ คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกปล่อยออกมา ปริมาณที่ปล่อยออกมานั้นทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ถึงความเสื่อมโทรม การย่อยสลายทางชีวภาพสามารถวัดได้โดยจุลินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจนและปริมาณของมีเทนหรือโลหะผสมที่สามารถผลิตได้ ในวรรณคดีทางวิทยาศาสตร์ที่เป็นทางการ กระบวนการนี้เรียกว่าการบำบัดทางชีวภาพ

ตรวจสอบตารางที่มีเวลาโดยประมาณของการย่อยสลายทางชีวภาพสำหรับวัสดุประเภทต่างๆ
สินค้าเวลาย่อยสลายทางชีวภาพ
ผ้ากระดาษ2 ถึง 4 สัปดาห์
หนังสือพิมพ์6 สัปดาห์
แกนของลูกแอปเปิ้ล2 เดือน
กล่องกระดาษแข็ง2 เดือน
กล่องนมเคลือบแว็กซ์3 เดือน
ถุงมือผ้าฝ้าย1 ถึง 5 เดือน
ถุงมือขนสัตว์1 ปี
ไม้อัด1 ถึง 3 ปี
ไม้ทาสี13 ปี
ถุงพลาสติก10 ถึง 20 ปี
กระป๋อง50 ปี
ผ้าอ้อมสำเร็จรูป50 ถึง 100 ปี
ขวดพลาสติก100 ปี
กระป๋องอลูมิเนียม200 ปี

การย่อยสลายทางชีวภาพของพลาสติกประเภทต่างๆ

พลาสติกแต่ละประเภทย่อยสลายได้ภายในระยะเวลาที่กำหนด ตัวอย่างเช่น พลาสติกพีวีซีย่อยสลายทางชีวภาพได้ช้ามาก ซึ่งเป็นสาเหตุว่าทำไมพลาสติกพีวีซีจึงถูกนำมาใช้ในท่อระบายน้ำเสียด้วยซ้ำ

ในทางกลับกัน พลาสติกบรรจุภัณฑ์บางชนิดกำลังถูกพัฒนาให้ย่อยสลายทางชีวภาพได้ง่ายขึ้น ตัวอย่าง ได้แก่ พลาสติก PLA พลาสติกจากแบคทีเรียและข้าวโพด บรรจุภัณฑ์เปลือกมะเขือเทศ รวมถึงตัวอย่างอื่นๆ ที่คุณเห็นในบทความ: "บรรจุภัณฑ์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ: ข้อดี ข้อเสีย และตัวอย่าง"

อย่างไรก็ตาม เป็นที่น่าสังเกตว่าถึงแม้จะมีความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ สภาวะที่เหมาะสมก็มักจะจำเป็นสำหรับการทำปุ๋ยหมัก คำว่า "ปุ๋ยหมัก" มักใช้อย่างไม่เป็นทางการเพื่ออธิบายการย่อยสลายทางชีวภาพของวัสดุบรรจุภัณฑ์ มีคำจำกัดความทางกฎหมายสำหรับความสามารถในการย่อยสลายได้ ซึ่งเป็นกระบวนการที่นำไปสู่ปุ๋ยหมัก สหภาพยุโรปเสนอเกณฑ์สี่ข้อ:

  1. องค์ประกอบทางเคมี: สารระเหยและโลหะหนัก รวมทั้งฟลูออรีนควรถูกจำกัด
  2. ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพ: การแปลงวัสดุดั้งเดิมมากกว่า 90% เป็น CO2 น้ำและแร่ธาตุโดยกระบวนการทางชีวภาพภายในหกเดือน
  3. การแตกตัว: อย่างน้อย 90% ของมวลเดิมต้องถูกย่อยสลายเป็นอนุภาคที่สามารถผ่านตะแกรงขนาด 2x2 มม.
  4. คุณภาพ: ไม่มีสารพิษและสารอื่นๆ ที่ป้องกันการหมักหมม

ของเสียที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจ่ายได้หรือไม่?

การนำผลิตภัณฑ์ที่ระบุว่า "ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ" ไปใช้อย่างแพร่หลายจะไม่ลดปริมาณของเสียที่เข้าสู่มหาสมุทรหรืออันตรายทางกายภาพและทางเคมีอย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของพลาสติก

รายงาน “พลาสติกย่อยสลายได้และขยะทางทะเล ความเข้าใจผิด ความกังวล และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมทางทะเล" แสดงให้เห็นว่าการย่อยสลายทางชีวภาพอย่างสมบูรณ์ของพลาสติกเกิดขึ้นภายใต้สภาวะที่ไม่ค่อยพบเห็นในสภาพแวดล้อมทางทะเล โดยพลาสติกบางชนิดต้องใช้ปุ๋ยหมักทางอุตสาหกรรมและอุณหภูมิที่นานกว่า 50°C เพื่อสลายตัว นอกจากนี้ยังมีหลักฐานที่ชี้ให้เห็น ว่าผลิตภัณฑ์ที่ติดฉลากย่อยสลายได้จะเพิ่มแนวโน้มของสาธารณชนในการกำจัดขยะในที่ที่ไม่เหมาะสม