जैव अवक्रमण
(Biodegradation)
जैवअवक्रमण एक पदार्थ का जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से नए यौगिकों में परिवर्तन होता है या बैक्टीरिया जैसे सूक्ष्मजीवों की क्रिया या, वैकल्पिक रूप से, बायोडिग्रेडेशन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा माइक्रोबियल जीव रूपांतरित होते हैं या परिवर्तित होते हैं (चयापचय या एंजाइमैटिक क्रिया के माध्यम से) रसायनों की संरचना में परिवर्तन किया जाता है।
प्रक्रिया
Biodeterioration, biofragmentation, और: जैव अवक्रमण की प्रक्रिया तीन चरणों में विभाजित किया जा सकता है आत्मसात ।कभी-कभी बायोडीटरियोरिएशन को सतह के स्तर में गिरावट के रूप में वर्णित किया जाता है जो सामग्री के यांत्रिक, भौतिक और रासायनिक गुणों को संशोधित करता है। यह चरण तब होता है जब सामग्री बाहरी वातावरण में अजैविक कारकों के संपर्क में होती है और सामग्री की संरचना को कमजोर करके आगे गिरावट की अनुमति देती है। इन प्रारंभिक परिवर्तनों को प्रभावित करने वाले कुछ अजैविक कारक वातावरण में संपीड़न (यांत्रिक), प्रकाश, तापमान और रसायन हैं। जबकि बायोडिएटरिएशन आमतौर पर बायोडिग्रेडेशन के पहले चरण के रूप में होता है, यह कुछ मामलों में जैव-विकिरण के समानांतर हो सकता है।ह्युके, हालांकि, बायोडीटरियोरिएशन को मनुष्य के पदार्थों पर रहने वाले जीवों की अवांछनीय क्रिया के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसमें इमारतों के पत्थर के मुखौटे के टूटने, सूक्ष्मजीवों द्वारा धातुओं का क्षरण, या मानव निर्मित प्रेरित महज परिवर्तन शामिल हैं। जीवित जीवों की वृद्धि से संरचनाएं।एक बहुलक की Biofragmentation है अपघट्य प्रक्रिया है जिसमें एक के भीतर बांड बहुलक चिपके रहते हैं, पैदा oligomers और मोनोमर उसके स्थान पर।इन सामग्रियों के टुकड़े करने के लिए उठाए गए कदम भी प्रणाली में ऑक्सीजन की उपस्थिति के आधार पर भिन्न होते हैं। ऑक्सीजन के मौजूद होने पर सूक्ष्मजीवों द्वारा सामग्रियों का टूटना एरोबिक पाचन है , और जब ऑक्सीजन मौजूद नहीं है तब सामग्री का टूटना अवायवीय पाचन है ।इन प्रक्रियाओं के बीच मुख्य अंतर यह है कि एनारोबिक प्रतिक्रियाएं मीथेन का उत्पादन करती हैं , जबकि एरोबिक प्रतिक्रियाएं (हालांकि, दोनों प्रतिक्रियाएं कार्बन डाइऑक्साइड नहीं हैं), पानी , कुछ प्रकार के अवशेष, और एक नया बायोमास )।इसके अलावा, एरोबिक पाचन आमतौर पर एनारोबिक पाचन की तुलना में अधिक तेजी से होता है, जबकि एनारोबिक पाचन सामग्री के आयतन और द्रव्यमान को कम करने का बेहतर काम करता है।अवायवीय पाचन के कारण अपशिष्ट पदार्थों की मात्रा और द्रव्यमान को कम करने और एक प्राकृतिक गैस का उत्पादन करने की क्षमता के कारण , अवायवीय पाचन तकनीक व्यापक रूप से अपशिष्ट प्रबंधन प्रणालियों और स्थानीय, नवीकरणीय ऊर्जा के स्रोत के रूप में उपयोग की जाती है।
बायोफ्रेग्मेंटेशन से परिणामी उत्पादों को फिर माइक्रोबियल कोशिकाओं में एकीकृत किया जाता है , यह आत्मसात चरण है।विखंडन से कुछ उत्पाद आसानी से झिल्ली वाहक द्वारा कोशिका के भीतर पहुँचाए जाते हैं । हालांकि, दूसरों को अभी भी उन उत्पादों की उपज के लिए बायोट्रांसफॉर्म प्रतिक्रिया से गुजरना पड़ता है जिन्हें तब सेल के अंदर ले जाया जा सकता है। सेल के अंदर एक बार, उत्पाद कैटोबोलिक रास्ते में प्रवेश करते हैं जो या तो एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) या कोशिकाओं की संरचना के तत्वों का उत्पादन करते हैं ।
जैव अवक्रमण दर प्रभावित करने वाले कारक
व्यवहार में, लगभग सभी रासायनिक यौगिक और सामग्री जैवअवक्रमण प्रक्रियाओं के अधीन हैं। हालाँकि, महत्व ऐसी प्रक्रियाओं की सापेक्ष दरों में है, जैसे दिन, सप्ताह, वर्ष या शताब्दियाँ। कई कारक उस दर को निर्धारित करते हैं जिस पर कार्बनिक यौगिकों का यह क्षरण होता है। कारकों में प्रकाश , पानी , ऑक्सीजन और तापमान शामिल हैं।कई कार्बनिक यौगिकों का क्षरण दर उनकी जैवउपलब्धता से सीमित होता है, यह वह दर है जिस पर किसी पदार्थ को किसी प्रणाली में अवशोषित किया जाता है या शारीरिक गतिविधि के स्थल पर उपलब्ध कराया जाता है,क्योंकि यौगिकों को घोल में छोड़ा जाना चाहिए जीव उन्हें नीचा दिखा सकते हैं। जैवअवक्रमण की दर को कई तरीकों से मापा जा सकता है।एरोबिक रोगाणुओं के लिए रेस्पिरोमेट्री परीक्षणों का उपयोग किया जा सकता है । पहले एक सूक्ष्मजीवों और मिट्टी के साथ एक कंटेनर में एक ठोस अपशिष्ट नमूना रखता है, और फिर मिश्रण को प्रसारित करता है। कई दिनों के दौरान, सूक्ष्मजीव नमूना को थोड़ा सा पचा लेते हैं और कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करते हैं - सीओ 2 की परिणामी मात्रा गिरावट का सूचक है। बायोडिग्रेडेबिलिटी को एनारोबिक रोगाणुओं और मीथेन या मिश्र धातु की मात्रा से भी मापा जा सकता है जो वे उत्पादन करने में सक्षम हैं।यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि उत्पाद परीक्षण के दौरान बायोडिग्रेडेशन दरों को प्रभावित करने वाले कारक यह सुनिश्चित करते हैं कि उत्पादित परिणाम सटीक और विश्वसनीय हैं। कई सामग्री अनुमोदन के लिए एक प्रयोगशाला में इष्टतम स्थितियों के तहत बायोडिग्रेडेबल होने के रूप में परीक्षण करेंगे लेकिन ये परिणाम वास्तविक दुनिया के परिणामों को प्रतिबिंबित नहीं कर सकते हैं जहां कारक अधिक परिवर्तनशील हैं।उदाहरण के लिए, हो सकता है कि किसी सामग्री का प्रयोगशाला में उच्च दर पर जैवअवक्रमण के रूप में परीक्षण किया गया हो, लैंडफिल में उच्च दर से नीचा नहीं हो सकता है क्योंकि लैंडफिल में अक्सर प्रकाश, पानी और माइक्रोबियल गतिविधि की कमी होती है जो घटने के लिए आवश्यक है।इस प्रकार, यह बहुत महत्वपूर्ण है कि प्लास्टिक के बायोडिग्रेडेबल उत्पादों के लिए मानक हैं, जो पर्यावरण पर बड़ा प्रभाव डालते हैं। सटीक मानक परीक्षण विधियों के विकास और उपयोग से यह सुनिश्चित करने में मदद मिल सकती है कि सभी प्लास्टिक जो उत्पादित और व्यावसायिक हो रहे हैं वे वास्तव में प्राकृतिक वातावरण में बायोडिग्रेड होंगे।इस उद्देश्य के लिए विकसित किया गया एक परीक्षण DINV ५४ ९ ०० है।
समुद्री वातावरण में बायोडिग्रेड करने के लिए यौगिकों का अनुमानित समय:
कागज तौलिया: 2-4 सप्ताहसमाचार पत्र: 6 सप्ताह
एप्पल कोर: 2 महीने
कार्डबोर्ड बॉक्स: 2 महीने
मोम लेपित दूध गत्ते का डिब्बा: 3 महीने
कपास के दस्ताने: 1-5 महीने
ऊन के दस्ताने: 1 साल
प्लाईवुड: 1-3 साल
चित्रित लकड़ी की छड़ें: 13 वर्ष
प्लास्टिक की थैली: १०-२० वर्ष
टीन के ड्ब्बे: 50 साल
Disposable diapers: 50-100 साल
प्लास्टिक की बोतल: 100 साल
एल्युमिनियम के डिब्बे: 200 साल
कांच की बोतल: अनपेक्षित
एक स्थलीय वातावरण में आम वस्तुओं के टूटने का समय-सीमा
सब्जियां: 5 दिन - 1 महीनाकागज़: 2-5 महीने
सूती टी शर्ट: 6 महीने
संतरे के छिलके: 6 महीने
पेड़ के पत्ते: 1 साल
ऊनी मोज़े: 1-5 साल
प्लास्टिक-लेपित कागज दूध के डिब्बों: 5 वर्ष
चमड़े के जूते: २५-४० वर्ष
नायलॉन का कपड़ा: 30-40 साल
टीन के ड्ब्बे: 50-100 साल
एल्युमिनियम के डिब्बे: 80-100 वर्ष
कांच की बोतल: 1 मिलियन वर्ष
स्टायरोफोम कप हमेशा के लिए: 500 साल
प्लास्टिक की थैली हमेशा के लिए: 500 साल
