Quá trình phân hủy sinh học có thể được chia thành ba giai đoạn: phản xạ sinh học, phản ứng sinh học và đồng hóa. Show
1. Phản xạ sinh học: Là sự xuống cấp ở bề mặt làm thay đổi các tính chất cơ học, vật lý và hóa học của vật liệu. Giai đoạn này xảy ra khi vật liệu tiếp xúc với các yếu tố phi sinh học trong môi trường ngoài trời và cho phép xuống cấp hơn nữa bằng cách làm suy yếu cấu trúc của vật liệu. Một số yếu tố phi sinh học ảnh hưởng đến những thay đổi ban đầu này là nén (cơ học), ánh sáng, nhiệt độ và hóa chất trong môi trường. Mặc dù phản xạ sinh học thường xảy ra như là giai đoạn đầu tiên của quá trình phân hủy sinh học, nhưng trong một số trường hợp, nó có thể song song với phản ứng sinh học. 2. Phản ứng phân rã của polyme: Là quá trình phân ly trong đó các liên kết trong polyme bị phân cắt, tạo ra oligome và monome. Các bước thực hiện để phân đoạn các vật liệu này cũng khác nhau dựa trên sự hiện diện của oxy trong hệ thống. Sự phân hủy vật liệu của vi sinh vật khi có oxy là tiêu hóa hiếu khí, và sự phân hủy vật liệu khi không có oxy là tiêu hóa kỵ khí. Sự khác biệt chính giữa các quá trình này là các phản ứng yếm khí tạo ra khí mê-tan, trong khi các phản ứng hiếu khí thì không (tuy nhiên, cả hai phản ứng đều tạo ra carbon dioxide, nước, một số loại dư lượng và sinh khối mới). Ngoài ra, tiêu hóa hiếu khí thường xảy ra nhanh hơn tiêu hóa kỵ khí, trong khi tiêu hóa kỵ khí làm tốt hơn việc giảm khối lượng và khối lượng của vật liệu. Do khả năng phân hủy kỵ khí để giảm khối lượng và khối lượng chất thải và tạo ra khí tự nhiên, công nghệ phân hủy kỵ khí được sử dụng rộng rãi cho các hệ thống quản lý chất thải và là nguồn năng lượng tái tạo tại địa phương. 3. Đồng hóa: Các sản phẩm thu được từ phản ứng sinh học sau đó được tích hợp vào các tế bào vi sinh vật, đây là giai đoạn đồng hóa. Một số sản phẩm từ sự phân mảnh được vận chuyển dễ dàng trong tế bào bởi các chất mang màng. Tuy nhiên, những người khác vẫn phải trải qua các phản ứng biến đổi sinh học để tạo ra các sản phẩm mà sau đó có thể được vận chuyển bên trong tế bào. Khi ở trong tế bào, các sản phẩm đi vào con đường dị hóa dẫn đến việc sản xuất adenosine triphosphate (ATP) hoặc các yếu tố của cấu trúc tế bào. Làm thế nào để hiểu phân hủy sinh học là gì một cách đầy đủ nhất? Cơ chế và đặc điểm của quá trình phân hủy là gì? Tất cả câu trả lời sẽ có trong bài viết này, theo dõi ngay nhé! Khái niệm “phân hủy sinh học” hiện vẫn còn khá mới mẻ với nhiều người, ngay cả với những bạn quan tâm đến các vấn đề về bảo vệ môi trường. A. Phân hủy sinh học là gì?Phân hủy sinh học là khái niệm chỉ sự phân hủy các chất hữu cơ dưới sự tác động của các vi sinh vật, chẳng hạn như vi khuẩn, nấm thành các CO2, H2O, sinh khối… Nói một cách dễ hiểu đây là quá trình các vật liệu (hay rác thải) tự phân hủy ngoài môi trường dưới tác động của nhiệt độ, độ ẩm… và sự hỗ trợ của các vi khuẩn, nấm. 1. Thời gian phân hủy sinh học là bao lâu?Thực tế, tất cả rác thải đều phải trải qua quá trình phân hủy này. Tuy nhiên, tùy thuộc vào mỗi loại vật liệu mà sẽ có thời gian, tốc độ phân hủy và mức độ ảnh hưởng tới môi trường khác nhau. Theo đó, có những sản phẩm sau khi sử dụng xong chỉ cần 2 – 4 tuần là phân hủy hết mà không gây hại tới hệ sinh thái đất hoặc nước. Đây là những sản phẩm được làm từ vật liệu có khả năng tự hủy sinh học, thân thiện với môi trường. Ngược lại, có những loại phải mất hàng chục hay hàng triệu năm mới phân hủy hết, thậm chí chưa xác minh được thời gian. Ví dụ sản phẩm nhựa bao bì dùng 1 lần (túi nilon, ống hút nhựa…) không có khả năng tự hủy sinh học, gây ô nhiễm môi trường nặng nề. Dưới đây là bảng tham khảo thời gian sinh học của một số sản phẩm thông dụng. Xem ngay để có lựa chọn tốt nhất bạn nhé! Sản phẩm Thời gian sinh học trong môi trường biển Thời gian sinh học trong môi trường đất Khăn giấy 2 – 4 tuần 2 – 5 tháng Đồ len 1 năm 1 – 5 năm Lon thiếc 50 năm 50 – 100 năm Lon nhôm 200 năm 80 – 100 năm Chai nhựa 100 năm 450 – 1000 năm Túi nhựa 10 – 20 năm 500 năm đến vô hạn Chai thủy tinh Không xác định 1 triệu năm 2. Ý nghĩa của quá trình tự hủy sinh họcHiện nay, phân hủy sinh học được ứng dụng vào mục đích xử lý môi trường, là nền tảng để sản xuất ra các sản phẩm sinh học có khả năng phân huỷ trong thời gian ngắn, giúp giảm thiểu lượng rác thải, bảo vệ môi trường sống và trái đất xanh. Vì vậy, bạn không quá khó khăn để tìm kiếm các sản phẩm làm từ vật liệu có khả năng tự hủy sinh học để góp phần bảo vệ môi trường. Cụ thể như:
Xem thêm: cách tái chế đồ nhựa sáng tạo độc đáo
 Ly giấy Bao bì xanh dễ dàng phân hủy B. Các cơ chế của quá trình phân hủy sinh họcQuá trình tự hủy sinh học diễn ra theo 3 cơ chế: phản xạ sinh học, phản ứng sinh học và đồng hóa. Tìm hiểu đặc điểm cơ bản của từng giai đoạn dưới đây nhé! 1. Phản xạ sinh họcĐây là giai đoạn đầu của quá trình tự hủy sinh học, xảy ra khi vật liệu tiếp xúc với các yếu tố ngoài trời như ánh sáng, nhiệt độ và hóa chất… Thời gian càng dài, sự xuống cấp càng trầm trọng. Kết quả của quá trình này là vật liệu bị xuống cấp ở bề mặt làm thay đổi các đặc tính cơ học, vật lý, hóa học và làm suy yếu dần cấu trúc của vật liệu. Quá trình phản xạ sinh học 2. Phản ứng sinh họcPhản ứng sinh học còn được gọi là phản ứng phân rã của polyme. Giai đoạn này là quá trình phân ly các liên kết của polyme thành các đơn phân tử hoặc đa phân tử nhưng có khối lượng thấp hơn khi tương tác với enzyme của vi khuẩn, nấm. Cơ chế phản ứng sinh học xảy ra khi có sự tác động của vi sinh vật trong điều kiện hiếu khí hoặc kỵ khí. Cả 2 phản ứng này khi kết thúc đều tạo ra nước, CO2 và sinh khối. Quá trình phân hủy sinh học 3. Đồng hóaĐồng hoá 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 các tế bào vi sinh vật (vi khuẩn, nấm…). Cụ thể, một số sản phẩm từ phản ứng phân hủy sẽ được vận chuyển dễ dàng trong tế bào. Nhưng cũng có những chất phải trải qua biến đổi sinh học mới có thể vận chuyển trong tế bào được. C. 4 yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tự hủy sinh họcKhái niệm phân hủy sinh học là gì ai cũng có thể nắm rõ. Những bên cạnh đó, các yếu tố tác động tới quá trình tự hủy cũng không nên bỏ qua. Đối với các sản phẩm sau khi qua sử dụng, bạn có thể tự thúc đẩy quá trình tự phân hủy sinh học của chúng diễn ra nhanh hơn. Bởi vì quá trình này còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như: 1. Ánh sángCó thể nói ánh sáng là yếu tố cần có cho sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật, ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình phá hủy cấu trúc của vật liệu diễn ra nhanh hay chậm. Cụ thể, nếu có ánh sáng với cường độ hợp lý, các vi sinh vật sẽ sinh sản mạnh tăng khả năng “tiêu thụ”, đồng thời giảm khối lượng của vật liệu, giúp quá trình tự phân hủy diễn ra nhanh hơn. 2. Nhiệt độNói chung, nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ xuống cấp của vật liệu (quá trình phản xạ sinh học) và tốc độ của phản ứng sinh học (phản ứng phân rã polyme). Theo đó, nhiệt độ càng cao thì càng tốt cho quá trình phản xạ sinh học, giúp cấu trúc vật liệu xuống cấp nhanh hơn và ngược lại. Còn đối với cơ chế phản ứng sinh học, nếu nhiệt độ trên 40 độ C thì sự phân huỷ giảm xuống, còn ở nhiệt độ gần 0 độ C thì sự phân huỷ gần như ngừng hoàn toàn. 3. NướcNước là chất dung môi để thuỷ phân các vật liệu, tạo ra độ ẩm cần thiết để các vi sinh vật tồn tại và phát triển được. Chính vì vậy, nước cũng là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến thời gian phản ứng sinh học. Thông thường, để tăng tốc độ phản ứng phân rã polyme, người ta sẽ tăng thêm lượng nước khi ủ vật liệu. Bởi vì nước sẽ giúp nấm và vi khuẩn sinh sôi, phát triển mạnh làm tăng tốc độ phản ứng sinh học. Nước 4. OxyOxy là yếu tố có ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng của vi sinh vật. Đơn giản vì có những vi sinh vật chỉ tồn tại được trong môi trường có oxy và không có oxy. Vì vậy, nếu muốn tăng hoặc giảm tốc độ phân hủy thì người ta chỉ cần tăng hoặc giảm nồng độ oxy một cách phù hợp. Hi vọng những thông tin trên đây đã giúp bạn hiểu rõ phân hủy sinh học là gì cũng như các điều kiện ảnh hưởng đến thời gian phân hủy của vật liệu ngoài môi trường. Từ đó đưa ra hành động thiết thực bằng việc lựa chọn các sản phẩm tự hủy sinh học, góp phần bảo vệ môi trường sống. Chất hữu cơ khó phân hủy sinh học là gì?Chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (tiếng Anh: Persistent organic pollutant, viết tắt: POP) là các hợp chất hữu cơ khó bị phân hủy bằng các quá trình hóa học, sinh học và quang phân ly. Chúng là những hóa chất độc hại có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người và môi trường trên toàn thế giới. Rác thải hữu cơ phân hủy sinh học như thế nào?Thực hiện chôn lấp rác hữu cơ cũng là biện pháp được sử dụng phổ biến khi các chất thải được thu gom tại cùng một bãi rồi được trải một lớp đất lên phía trên. Khi đó, các chất thải sẽ được phân hủy sinh học tạo ra các thành phẩm như axit hữu cơ, hợp chất nitơ và các khí như CO2, CH4,.... Sinh vật phân hủy là gì ví dụ?Phân hủy sinh học là khái niệm chỉ sự phân hủy các chất hữu cơ dưới sự tác động của các vi sinh vật, chẳng hạn như vi khuẩn, nấm thành các CO2, H2O, sinh khối… Nói một cách dễ hiểu đây là quá trình các vật liệu (hay rác thải) tự phân hủy ngoài môi trường dưới tác động của nhiệt độ, độ ẩm… Phân hủy sinh học nghĩa là gì?Phân hủy sinh học là sự phân hủy tự nhiên của các vật liệu bởi các vi sinh vật như vi khuẩn và nấm hoặc hoạt động sinh học khác. |
