生物降解的過程可分為三個階段:生物降解,生物破碎和吸收。
生物降解有時被描述為表面水平的降解,改變了材料的機械、物理和化學性質。當材料在室外環(huán)境中暴露于非生物因素時會發(fā)生此階段,并通過削弱材料的結構使其進一步降解。影響這些初始變化的一些非生物因素是環(huán)境中的壓縮、光、溫度和化學物質。 雖然生物降解通常發(fā)生在生物降解的xxx階段,但在某些情況下可能與生物降解平行。
實際上,幾乎所有化合物和材料都經(jīng)過生物降解過程。
但是,重要的是這種過程的相對速率,例如幾天、幾周、幾年或幾個世紀。許多因素決定了有機化合物降解的速度。影響因素包括光、水、氧氣和溫度。許多有機化合物的降解速度受到其生物利用度的限制,生物利用度是指物質被吸收到系統(tǒng)中或在生理活性部位可用的速度。因為化合物必須在釋放之前釋放到溶液中生物可以降解它們。生物降解的速率可以通過多種方法來衡量。呼吸計量測試可以用于好氧微生物。首先將固體廢物樣品放入裝有微生物和土壤的容器中,然后對混合物充氣。在幾天的過程中,微生物會一點一點地消化樣品并產(chǎn)生二氧化碳產(chǎn)生的CO 2量可作為降解的指標。生物降解性也可以通過厭氧性微生物以及它們能夠產(chǎn)生的甲烷或合金的量來測量。
請務必注意在產(chǎn)品測試過程中會影響生物降解率的因素,以確保產(chǎn)生的結果準確可靠。幾種材料將在實驗室中于條件下測試為可生物降解,以供審批,但這些結果可能無法反映現(xiàn)實世界的結果,因為這些因素的可變性更大。例如,一種材料可能已經(jīng)在實驗室中進行了高速率的生物降解測試,可能不會在垃圾填埋場中以高速率降解,因為垃圾填埋場通常缺乏發(fā)生降解所必需的光,水和微生物活性。因此,制定塑料可生物降解產(chǎn)品標準對環(huán)境影響很大,這一點非常重要。準確的標準測試方法的開發(fā)和使用可以幫助確保所有正在生產(chǎn)和商業(yè)化的塑料都可以在自然環(huán)境中進行生物降解。
現(xiàn)在,可生物降解技術已經(jīng)成為高度發(fā)達的市場,并在產(chǎn)品包裝,生產(chǎn)和藥品中得到了應用。生物質的生物降解提供了一些指導。聚酯可生物降解。
氧化生物降解被CEN(歐洲標準組織)定義為“ 同時或相繼由氧化現(xiàn)象和細胞介導現(xiàn)象導致的降解”。盡管有時被描述為“可氧分解的”和“可氧降解的”,但這些術語僅描述了xxx相或氧化相,不應用于通過CEN定義的可被氧生物降解過程降解的材料:正確的描述為“可氧化降解。”
通過將塑料產(chǎn)品與僅包含碳和氫的非常大的聚合物分子與空氣中的氧氣結合,可以使產(chǎn)品在一周到一到兩年的任何時間內分解。即使沒有助添加劑也可以以非常慢的速度發(fā)生該反應。這就是為什么常規(guī)塑料在丟棄后會在環(huán)境中長期保留的原因。氧可生物降解的制劑催化并加速了生物降解過程,但是需要大量的技能和經(jīng)驗來平衡制劑中的成分,從而為產(chǎn)品提供一定時期的使用壽命,然后降解和生物降解。
生物醫(yī)學界尤其利用生物可降解技術??缮锝到獾木酆衔锓譃槿悾横t(yī)學、生態(tài)和雙重用途,而就其來源而言,又分為兩類:天然和合成。清潔技術小組正在開發(fā)超臨界二氧化碳的使用,該超臨界二氧化碳在室溫和高壓下是一種溶劑,可以使用可生物降解的塑料制造聚合物藥物涂層。聚合物(意指由具有形成長鏈的重復結構單元的分子組成的材料),用于在體內注射之前封裝藥物,該藥物基于乳酸,通常在體內產(chǎn)生的化合物,因此能夠自然排泄。涂層設計用于一段時間內的控釋,減少了所需的注射次數(shù),并大化了治療效果。Steve Howdle教授指出,可生物降解的聚合物特別適合用于藥物輸送,因為一旦被引入體內,它們就無需回收或進一步處理,并且會降解為可溶的,無毒的副產(chǎn)物。不同的聚合物在體內的降解速率不同,因此可以調整聚合物的選擇以實現(xiàn)所需的釋放速率。
其他生物醫(yī)學應用包括使用可生物降解的彈性形狀記憶聚合物?,F(xiàn)在,可生物降解的植入物材料可通過可降解的熱塑性聚合物用于微創(chuàng)外科手術。這些聚合物現(xiàn)在能夠隨著溫度的升高而改變其形狀,從而產(chǎn)生形狀記憶功能以及易于降解的縫合線。結果,植入物現(xiàn)在可以通過小切口安裝,醫(yī)生可以輕松地進行復雜的變形,而縫合線和其他材料助手可以在完成手術后自然地降解。
而近期廣州標際GBPI的研究團隊們研究研制了全新產(chǎn)品生物降解測定儀GBDA-180,能為用戶提供符合國家質檢總局要求的標準生物降解分析儀檢測。可用于堆肥法生物降解性檢測;可用于材料在特定微生物作用下潛在生物分解試驗;可用于包裝用降解聚乙烯薄膜生物降解性檢測;可用于土壤中塑料材料分解能力檢測。