可生物降解,可堆肥,可降解的区别

在可持续发展和提高环境意识的世界里,人们很容易迷失在无数相关的术语中。关于可生物降解这个术语有很多误解,因为许多产品都被贴上了可生物降解的标签,即使它们可能不严格符合其定义的最重要方面。为了尽量减少由此产生的混乱和剥削,ASTM(美国材料测试协会)和ISO(国际标准组织)等组织制定了标准,以适当评估材料在不同环境中的生物降解性(以及与废物管理有关的其他特性)[1]。

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来源:绿色日记

人们对这些术语很感兴趣,特别是来自包装行业,这是陆地和水生污染的主要原因。替代的材料正在开发,以遏制对环境产生负面影响的废物的扩散。新材料正在开发和试验中,它可以很容易地分解,而不需要在生产过程中添加微生物或化学物质。新的处理技术也正在研究中,以管理已经在循环中的废物。

在这篇文章中,你将了解到:

  • 可生物降解是什么意思
  • 可堆肥是什么意思
  • 可降解是什么意思
  • 可生物降解、可堆肥和可降解的比较

可生物降解是什么意思?

从理论上讲,任何由有机化合物组成的材料都是可生物降解的。无论需要多长时间,碳基材料都会不可避免地通过微生物呼吸被氧化成二氧化碳。

这种将有机碳转化为无机碳的过程也被称为矿化作用.然而,从人类的角度和有用的时间尺度来看,合成高分子材料被认为是惰性的或耐生物降解的,因为它们经历了极其缓慢的降解过程。焚烧和能量回收通常是处理这类废物的最佳方法。

可生物降解材料是指可以被细菌、真菌和藻类等微生物自然分解的材料,无需任何人为干预,以加工条件或化学添加剂的形式存在。这些材料含有植物或动物微生物,有助于在丢弃后将其分解。

这些材料的降解发生在氧气的存在下,随着时间的推移产生水、二氧化碳、矿物质和新的生物量。然而,这些材料也有可能在无氧的情况下分解,但副产品是甲烷(温室气体)。分解的成分大部分时间对地球上的生命没有营养价值。这一过程必须满足某些有利的条件,如合适的温度、微生物、营养物质、水分、氧气,最重要的是时间。

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来源:Packaging Europe。

一个常见的误解是方程生物材料用可生物降解的材料。尽管名称相似,但生物基材料不能自动生物降解,而生物降解材料也不一定是生物基的。“生物基”是指由可再生生物质(通常是植物)制成的材料,而“可生物降解”则是指材料在微生物的作用下发生降解的报废情况。

可堆肥是什么意思?

可堆肥材料,像可生物降解材料一样,是由微生物分解的,但有一个关键的区别:分解物质必须在不引入任何毒性的情况下提高土壤的营养质量。此外,整个过程必须在12周内完成,材料才能被认为是可堆肥的。

可以推断,可堆肥材料是由有机原料制成的,因为其分解成分是有机的,对土壤有益。然而,这并不一定是正确的,因为不是所有的生物基材料都是可堆肥或可生物降解的。一些以石油为基础的材料可以制成堆肥,例如巴斯夫的产品Ecoflex

堆肥的过程通常是不可能在一个小的和不受监管的规模(家庭堆肥)。通常需要在工业堆肥设施中进行,在那里保持适当的条件(如温度、湿度等)。

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根据ASTM标准,D6400在美国,一旦一种材料在受控的实验室环境中通过了分解、生物降解和无毒性的测试,就被认为是可堆肥的。类似的ISO标准EN 13432是专门为包装而制定的,只要生产中使用的单个组件是可堆肥的,就认为这种材料是可堆肥的。

可降解是什么意思?

降解是一种分解过程,在高温、阳光和潮湿的条件下,塑料最终会碎裂,导致塑料聚合物链的削弱。

最终产品是许多微观颗粒,它们可能比降解前更成问题,因为它们可能会进入动物的饮食,并影响食物链。许多专家认为,可降解塑料并不能解决任何问题,反而会把问题推到未来。

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图源:马丁·邦德/科学图片库。

可生物降解vs可堆肥vs可降解

在这里,我们比较了三个术语,可生物降解、可堆肥和可降解,并强调了它们的关键区别。

可生物降解的

可降解的

可降解

退化通常在不到一年的时间内发生。

降解必须在12周内完成。

退化需要的时间最长,可能持续几十年。

可生物降解的材料在降解后并不一定能丰富地球。

可堆肥材料的退化形式通过营养物质和质地改善丰富了地球。

可降解的材料在降解后不会使土壤变得肥沃。

由于缺乏氧气,生物可降解塑料在垃圾填埋场中无法降解,而氧气是微生物生存和运作所必需的。

可堆肥塑料需要非常特殊的条件才能降解,仅仅将它们暴露在氧气中是不够的。

可降解塑料不需要氧气就能降解。

降解是通过天然微生物的酶作用发生的。

降解通过定制微生物的酶作用进行。

降解是通过化学方式进行的,但不是通过微生物的酶作用。

可生物降解的材料可以分解成几种成分,包括有机材料。

可堆肥的材料可以分解成几种成分,包括有机材料。

可降解材料分解成微观碎片(微塑料),但不能分解成有机材料。

退化对地球是良性的。

退化对地球是良性的。

降解为微塑料可能对地球有害。

虽然生物可降解、可堆肥和可降解这三个术语是用来描述特定的塑料,但严格地说,人们可以说所有可堆肥的塑料也是生物可降解的,而生物可降解和可堆肥的塑料都是可降解的。大量的研究仍在进行中,以创造新的材料和新的处理工艺,期望这些术语的含义在未来得到修订并不牵强。

来源

[1] Vaverková, Magdalena,等。“研究可降解/可生物降解塑料材料在受控堆肥环境中的生物降解性。”生态化学与工程S 19.3(2012): 347-358。

[2] Degli Innocenti,弗朗西斯科。“生物降解性和堆肥性。”生物可降解聚合物和塑料。施普林格,波士顿,马萨诸塞州,2003年。33-45。

[3] Folino, Adele,等。废弃生物塑料在自然和工业环境中的生物降解:综述。可持续发展12.15(2020):6030。

如果你有兴趣了解更多关于可持续性以及它如何影响材料选择过程的知识,请阅读可持续材料选择的完整指南

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