Biodegradazione: fasi nelle materie plastiche

La biodegradazione è un processo naturale mediante il quale le sostanze chimiche organiche presenti nell’ambiente sono convertite in composti più semplici.

È un processo naturale per lo più mediato  da microrganismi come batteri, lieviti e funghi in cui si  riciclano continuamente elementi biologicamente essenziali all’interno dei cicli biogeochimici della Terra. I processi di biodegradazione di solito sono catalizzati da enzimi che convertono le sostanze chimiche attraverso una serie di intermedi in prodotti finali.

A seconda del materiale, la sequenza temporale per completare il degrado completo può variare. Con la plastica, questo processo richiede solitamente centinaia o migliaia di anni per essere completato a causa della loro struttura chimica.

Fasi della biodegradazione

Per quanto attiene le materie plastiche le fasi della biodegradazione possono essere riassunte nelle seguenti:

Fase aerobica: gli enzimi e le sostanze chimiche di decomposizione agiscono come catalizzatori per il biofilm che ricopre la plastica. Durante questa fase si ha un accumulo di umidità. La capacità di assorbimento dell’umidità della plastica è relativamente piccola, ma la presenza di additivi provoca un rigonfiamento, indebolendo i legami polimerici. Si  creano così spazi molecolari per la crescita microbica, e inizia la degradazione aerobica in cui l’ossigeno viene convertito in CO2.

Fase anaerobica:  quando le concentrazioni di ossigeno sono sufficientemente diminuite, iniziano i processi anaerobici. Durante la fase iniziale le colonie microbiche interagiscono con il particolato e, attraverso un processo enzimatico, riducono i grandi polimeri in monomeri più semplici. Col passare del tempo, si verifica i monomeri semplici sono convertiti in acidi grassi e la produzione di CO2 avviene rapidamente

Fase instabile anaerobica: le colonie microbiche continuano a crescere, divorando la catena polimerica e creando spazi molecolari sempre più grandi. Durante questa fase avviene l’acetogenesi, convertendo gli acidi grassi in acido acetico, anidride carbonica e idrogeno. Mentre questo processo continua, la velocità di produzione di CO2 diminuisce e la produzione di idrogeno cessa.

Fase stazionaria anaerobica: la fase finale della decomposizione coinvolge la metanogenesi. Poiché le colonie di microbi continuano a divorare la superficie rimanente del polimero, gli acetati sono convertiti in metano e anidride carbonica e l’idrogeno è consumato. Il processo continua fino a quando l’elemento rimanente è humus. Questo terreno altamente nutritivo crea e migliora l’ambiente per i microbi e migliora la fase finale di decomposizione.

ARGOMENTI

GLI ULTIMI ARGOMENTI

Silicato di sodio

Nanosensori

TI POTREBBE INTERESSARE

Resa percentuale in una reazione. Esercizi svolti e commentati

La resa percentuale di una reazione costituisce un modo per valutare l'economicità di una reazione industriale che può essere accantonata se è bassa. Si possono...

Bilanciamento redox in ambiente basico: esercizi svolti

Il bilanciamento di una reazione redox in ambiente basico  può avvenire con  il metodo delle semireazioni. Nel bilanciamento vanno eliminati di eventuali ioni spettatori...

Temperature di ebollizione di composti organici

Le temperature di ebollizione dei composti organici forniscono informazioni relative alle loro proprietà fisiche e alle caratteristiche della loro struttura e costituiscono una delle...