Khái niệm "phân hủy sinh học" vẫn còn khá xa lạ với nhiều người, thậm chí cả những ai quan tâm đến các vấn đề bảo vệ môi trường. Làm thế nào để hiểu một cách thấu đáo phân hủy sinh học là gì? Cơ chế và đặc điểm của quá trình phân hủy diễn ra như thế nào? Bài viết này của Hoàng Ngọc Diệp sẽ cung cấp đầy đủ câu trả lời, hãy cùng theo dõi!
Phân hủy sinh học là gì?
Phân hủy sinh học là quá trình phân rã các chất hữu cơ nhờ tác động của vi sinh vật, ví dụ như vi khuẩn và nấm, thành các chất đơn giản như CO2, H2O, sinh khối...
Hiểu một cách đơn giản, đây là quá trình tự phân hủy của vật liệu (hoặc rác thải) trong môi trường tự nhiên dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm và sự tham gia của vi khuẩn, nấm.
Thời gian phân hủy sinh học là bao lâu?
Trên thực tế, mọi loại rác thải đều trải qua quá trình phân hủy này. Tuy nhiên, thời gian, tốc độ phân hủy và mức độ tác động đến môi trường sẽ khác nhau tùy thuộc vào từng loại vật liệu.
Một số sản phẩm có thể phân hủy hoàn toàn chỉ trong vòng 2-4 tuần sau khi sử dụng mà không gây hại cho hệ sinh thái đất hoặc nước. Đây là các sản phẩm được làm từ vật liệu có khả năng tự phân hủy sinh học, thân thiện với môi trường.
Ngược lại, có những loại rác thải phải mất hàng chục, thậm chí hàng triệu năm để phân hủy hết, hoặc chưa thể xác định được thời gian phân hủy. Ví dụ, các sản phẩm nhựa bao bì dùng một lần (như túi nilon, ống hút nhựa...) không có khả năng tự phân hủy sinh học, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Dưới đây là bảng tham khảo thời gian phân hủy sinh học của một số sản phẩm thông dụng để bạn tham khảo và lựa chọn tốt nhất:
Ý nghĩa của quá trình tự hủy sinh học
Hiện nay, phân hủy sinh học được ứng dụng trong xử lý môi trường, là cơ sở để sản xuất các sản phẩm sinh học có khả năng phân hủy trong thời gian ngắn, giúp giảm lượng rác thải, bảo vệ môi trường sống và hành tinh xanh.
Do đó, bạn có thể dễ dàng tìm thấy các sản phẩm làm từ vật liệu có khả năng tự phân hủy sinh học để góp phần bảo vệ môi trường. Chẳng hạn như:
- Giấy: Các sản phẩm làm từ giấy như ly, cốc, đĩa, hộp giấy, túi giấy... được sản xuất từ gỗ tự nhiên hoặc nguyên liệu phi gỗ, có khả năng tự hủy nhanh chóng trong 2-6 tháng và đang được sử dụng rộng rãi trong đời sống.
- Nhựa nguyên sinh: Các sản phẩm như hộp nhựa, tô nhựa, khay nhựa... được làm từ nhựa nguyên sinh có khả năng tái chế. Điều này không chỉ bảo vệ sức khỏe người dùng mà còn hạn chế lượng rác thải gây ô nhiễm môi trường.
- Nhựa phân hủy sinh học: So với nhựa thông thường cần hàng trăm đến hàng nghìn năm để phân hủy, các loại bao bì tự hủy như túi rác tự hủy, găng tay sinh học... được làm từ vật liệu hữu cơ, có nguồn gốc tự nhiên nên có khả năng phân hủy nhanh chóng. Nhựa sinh học tự hủy chỉ mất từ 2-12 tháng để phân hủy mà không gây ô nhiễm môi trường đất và nước.
- Các chất liệu khác như tre, gỗ, cát sa mạc... cũng là những vật liệu thân thiện với môi trường, an toàn cho sức khỏe và có độ bền cao.
Các cơ chế của quá trình phân hủy sinh học
Quá trình tự phân hủy sinh học diễn ra theo 3 cơ chế chính: phản xạ sinh học, phản ứng sinh học và đồng hóa. Hãy cùng tìm hiểu đặc điểm cơ bản của từng giai đoạn dưới đây:
Phản xạ sinh học
Đây là giai đoạn đầu tiên của quá trình tự phân hủy sinh học, xảy ra khi vật liệu tiếp xúc với các yếu tố môi trường như ánh sáng, nhiệt độ và hóa chất... Thời gian tiếp xúc càng lâu, mức độ xuống cấp càng nghiêm trọng.
Kết quả của quá trình này là bề mặt vật liệu bị xuống cấp, làm thay đổi các đặc tính cơ học, vật lý, hóa học và suy yếu dần cấu trúc của vật liệu.
Phản ứng sinh học
Phản ứng sinh học, hay còn gọi là phản ứng phân rã polyme, là giai đoạn phân ly các liên kết của polyme thành các đơn phân tử hoặc đa phân tử có khối lượng thấp hơn khi tương tác với enzyme của vi khuẩn và nấm.
Cơ chế phản ứng sinh học diễn ra khi có sự tác 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 khi kết thúc.
Đồng hóa
Đồng hóa là quá trình diễn ra sau khi phản ứng sinh học kết thúc, trong đó các sản phẩm thu được từ phản ứng sinh học được tích hợp vào tế bào của vi sinh vật (vi khuẩn, nấm...).
Cụ thể, một số sản phẩm từ phản ứng phân hủy có thể dễ dàng vận chuyển trong tế bào, trong khi những chất khác cần trải qua biến đổi sinh học trước khi có thể vận chuyển được.
4 yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tự hủy sinh học
Sau khi đã nắm rõ khái niệm phân hủy sinh học là gì, bạn cũng nên tìm hiểu về các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tự hủy. Đối với các sản phẩm đã qua sử dụng, bạn có thể chủ động thúc đẩy quá trình tự phân hủy sinh học diễn ra nhanh hơn, vì quá trình này phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như:
Ánh sáng
Ánh sáng là yếu tố cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật, ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ phá hủy cấu trúc vật liệu.
Cụ thể, nếu có ánh sáng với cường độ phù hợp, các vi sinh vật sẽ sinh sản mạnh mẽ, tăng khả năng "tiêu thụ" và giảm khối lượng vật liệu, giúp quá trình tự phân hủy diễn ra nhanh hơn.
Nhiệt độ
Nói chung, nhiệt độ 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).
Nhiệt độ càng cao càng có lợi cho quá trình phản xạ sinh học, giúp cấu trúc vật liệu xuống cấp nhanh hơn. Ngược lại, nhiệt độ thấp sẽ làm chậm quá trình này.
Đối với cơ chế phản ứng sinh học, nếu nhiệt độ vượt quá 40 độ C, quá trình phân hủy sẽ chậm lại. Ở nhiệt độ gần 0 độ C, quá trình phân hủy gần như ngừng hoàn toàn.
Nước
Nước là dung môi để thủy phân các vật liệu, tạo ra độ ẩm cần thiết cho sự tồn tại và phát triển của vi sinh vật. Do đó, nước cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến thời gian phản ứng sinh học.
Thông thường, để tăng tốc độ phản ứng phân rã polyme, người ta sẽ tăng lượng nước khi ủ vật liệu. Bởi vì nước giúp nấm và vi khuẩn sinh sôi, phát triển mạnh mẽ, từ đó tăng tốc độ phản ứng sinh học.
Oxy
Oxy có ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng của vi sinh vật. Có những vi sinh vật chỉ tồn tại được trong môi trường có oxy, trong khi những loại khác chỉ tồn tại được trong môi trường không có oxy. Vì vậy, việc tăng hoặc giảm nồng độ oxy một cách phù hợp có thể giúp tăng hoặc giảm tốc độ phân hủy.
Các câu hỏi thường gặp về phân hủy sinh học
Những yếu tố nào ảnh hưởng đến quá trình phân hủy sinh học?
Các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, oxy, độ pH và loại vật liệu đều ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy. Môi trường ấm, ẩm và có oxy thường giúp quá trình diễn ra nhanh hơn.
Vật liệu nào có thể phân hủy sinh học?
Các loại thực phẩm, giấy, gỗ, bông, da tự nhiên, vải sợi thiên nhiên và nhựa sinh học đều có khả năng phân hủy sinh học.
Nhựa phân hủy sinh học có hoàn toàn thân thiện với môi trường không?
Nhựa sinh học phân hủy nhanh hơn nhựa truyền thống, tuy nhiên chúng cần điều kiện nhiệt độ và độ ẩm nhất định để phân hủy hiệu quả. Nếu thải ra môi trường tự nhiên, thời gian phân hủy vẫn có thể kéo dài.
Sự khác biệt giữa phân hủy sinh học và phân hủy hóa học là gì?
Phân hủy sinh học dựa vào tác động của vi sinh vật, còn phân hủy hóa học là do phản ứng hóa học như oxy hóa hoặc thủy phân mà không cần vi sinh vật tham gia.
Tại sao phân hủy sinh học lại quan trọng đối với môi trường?
Vì nó giúp giảm lượng rác thải, tái tạo chất hữu cơ cho đất, hạn chế ô nhiễm môi trường và giảm phát thải khí nhà kính so với việc chôn lấp hoặc đốt rác.
Làm sao để thúc đẩy quá trình phân hủy sinh học trong đời sống?
Chúng ta có thể phân loại rác tại nguồn, ủ rác hữu cơ, giảm sử dụng nhựa truyền thống và thay bằng sản phẩm làm từ vật liệu sinh học, góp phần tăng hiệu quả phân hủy tự nhiên.
Hy vọng những thông tin trên của Phế liệu Hoàng Ngọc Diệp, 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 trong môi trường tự nhiên. Từ đó, bạn có thể đưa ra những hành động thiết thực bằng cách lựa chọn các sản phẩm tự hủy sinh học, góp phần bảo vệ môi trường sống.
CÔNG TY TNHH XUẤT NHẬP KHẨU HOÀNG NGỌC DIỆP
