Phân hủy sinh học là gì? Những điều cần biết về quá trình tự hủy sinh học

Làm thế nào để hiểu phân hủy sinh học là gì một cách đầy đủ nhất? Cơ chế và đặc điểm của quá trình phân hủy là gì? Tất cả câu trả lời sẽ có trong bài viết này, theo dõi ngay nhé!

Khái niệm “phân hủy sinh học” hiện vẫn còn khá mới mẻ với nhiều người, ngay cả với những bạn quan tâm đến các vấn đề về bảo vệ môi trường. 

A. Phân hủy sinh học là gì?

Phân hủy sinh học là khái niệm chỉ sự phân hủy các chất hữu cơ dưới sự tác động của các vi sinh vật, chẳng hạn như vi khuẩn, nấm thành các CO₂, H₂O, sinh khối…

Nói một cách dễ hiểu đây là quá trình các vật liệu (hay rác thải) tự phân hủy ngoài môi trường dưới tác động của nhiệt độ, độ ẩm… và sự hỗ trợ của các vi khuẩn, nấm.

1. Thời gian phân hủy sinh học là bao lâu?

Thực tế, tất cả rác thải đều phải trải qua quá trình phân hủy này. Tuy nhiên, tùy thuộc vào mỗi loại vật liệu mà sẽ có thời gian, tốc độ phân hủy và mức độ ảnh hưởng tới môi trường khác nhau.

Theo đó, có những sản phẩm sau khi sử dụng xong chỉ cần 2 – 4 tuần là phân hủy hết mà không gây hại tới hệ sinh thái đất hoặc nước. Đây là những sản phẩm được làm từ vật liệu có khả năng tự hủy sinh học, thân thiện với môi trường.

Ngược lại, có những loại phải mất hàng chục hay hàng triệu năm mới phân hủy hết, thậm chí chưa xác minh được thời gian. Ví dụ sản phẩm nhựa bao bì dùng 1 lần (túi nilon, ống hút nhựa…) không có khả năng tự hủy sinh học, gây ô nhiễm môi trường nặng nề.

Dưới đây là bảng tham khảo thời gian sinh học của một số sản phẩm thông dụng. Xem ngay để có lựa chọn tốt nhất bạn nhé!

2. Ý nghĩa của quá trình tự hủy sinh học

Hiện nay, phân hủy sinh học được ứng dụng vào mục đích xử lý môi trường, là nền tảng để sản xuất ra các sản phẩm sinh học có khả năng phân huỷ trong thời gian ngắn, giúp giảm thiểu lượng rác thải, bảo vệ môi trường sống và trái đất xanh.

Vì vậy, bạn không quá khó khăn để tìm kiếm các sản phẩm làm từ vật liệu có khả năng tự hủy sinh học để góp phần bảo vệ môi trường. Cụ thể như:

• Giấy: Được sản xuất từ gỗ tự nhiên hoặc nguyên liệu phi gỗ, các sản phẩm làm từ giấy như ly, cốc, dĩa, hộp giấy, túi giấy… có thể tự hủy nhanh trong 2 – 6 tháng, đang được sử dụng rộng rãi trong đời sống.
• Nhựa nguyên sinh: Các sản phẩm hộp nhựa, tô nhựa hay khay nhựa… được làm từ nhựa nguyên sinh có khả năng tái chế. Điều này vừa bảo vệ sức khỏe khi sử dụng vừa hạn chế rác thải gây ô nhiễm môi trường.

Xem thêm: cách tái chế đồ nhựa sáng tạo độc đáo 

• Nhựa phân hủy sinh học: Nếu như với nhựa bình thường, thời gian phân hủy từ hàng trăm tới hàng nghìn năm. Thì những bao bì tự hủy như túi rác tự hủy, găng tay sinh học… được làm từ vật liệu hữu cơ, có thành phần nguồn gốc tự nhiên nên cho khả năng phân hủy nhanh. Nhựa sinh học tự hủy chỉ mất từ 2 – 12 tháng mà không gây ô nhiễm môi trường đất, nước. 
• Các chất liệu khác như tre, gỗ, cát sa mạc… cũng là vật liệu thân thiện cho môi trường, vừa an toàn với sức khỏe, vừa có tuổi thọ bền lâu.

Ly giấy Bao bì xanh dễ dàng phân hủy

B. Các cơ chế của quá trình phân hủy sinh học

Quá trình tự hủy sinh học diễn ra theo 3 cơ chế: phản xạ sinh học, phản ứng sinh học và đồng hóa. Tìm hiểu đặc điểm cơ bản của từng giai đoạn dưới đây nhé!

1. Phản xạ sinh học

Đây là giai đoạn đầu của quá trình tự hủy sinh học, xảy ra khi vật liệu tiếp xúc với các yếu tố ngoài trời như ánh sáng, nhiệt độ và hóa chất… Thời gian càng dài, sự xuống cấp càng trầm trọng.

Kết quả của quá trình này là vật liệu bị xuống cấp ở bề mặt làm thay đổi các đặc tính cơ học, vật lý, hóa học và làm suy yếu dần cấu trúc của vật liệu.

Quá trình phản xạ sinh học

2. Phản ứng sinh học

Phản ứng sinh học còn được gọi là phản ứng phân rã của polyme. Giai đoạn này là quá trình phân ly các liên kết của polyme thành các đơn phân tử hoặc đa phân tử nhưng có khối lượng thấp hơn khi tương tác với enzyme của vi khuẩn, nấm.

Cơ chế phản ứng sinh học xảy ra khi có sự tác động của vi sinh vật trong điều kiện hiếu khí hoặc kỵ khí. Cả 2 phản ứng này khi kết thúc đều tạo ra nước, CO₂ và sinh khối.

Quá trình phân hủy sinh học

3. Đồng hóa

Đồng hoá là quá trình xảy ra sau khi phản ứng sinh học kết thúc, giai đoạn này sẽ tích hợp các sản phẩm thu được từ phản ứng sinh học vào các tế bào vi sinh vật (vi khuẩn, nấm…).

Cụ thể, một số sản phẩm từ phản ứng phân hủy sẽ được vận chuyển dễ dàng trong tế bào. Nhưng cũng có những chất phải trải qua biến đổi sinh học mới có thể vận chuyển trong tế bào được.

C. 4 yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tự hủy sinh học

Khái niệm phân hủy sinh học là gì ai cũng có thể nắm rõ. Những bên cạnh đó, các yếu tố tác động tới quá trình tự hủy cũng không nên bỏ qua. Đối với các sản phẩm sau khi qua sử dụng, bạn có thể tự thúc đẩy quá trình tự phân hủy sinh học của chúng diễn ra nhanh hơn. Bởi vì quá trình này còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như:

1. Ánh sáng

Có thể nói ánh sáng là yếu tố cần có cho sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật, ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình phá hủy cấu trúc của vật liệu diễn ra nhanh hay chậm.

Cụ thể, nếu có ánh sáng với cường độ hợp lý, các vi sinh vật sẽ sinh sản mạnh tăng khả năng “tiêu thụ”, đồng thời giảm khối lượng của vật liệu, giúp quá trình tự phân hủy diễn ra nhanh hơn.

2. Nhiệt độ

Nói chung, nhiệt độ là yếu tố 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).

Theo đó, nhiệt độ càng cao thì càng tốt cho quá trình phản xạ sinh học, giúp cấu trúc vật liệu xuống cấp nhanh hơn và ngược lại.

Còn đối với cơ chế phản ứng sinh học, nếu nhiệt độ trên 40 độ C thì sự phân huỷ giảm xuống, còn ở nhiệt độ gần 0 độ C thì sự phân huỷ gần như ngừng hoàn toàn.

3. Nước

Nước là chất dung môi để thuỷ phân các vật liệu, tạo ra độ ẩm cần thiết để các vi sinh vật tồn tại và phát triển được. Chính vì vậy, nước cũng là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến thời gian phản ứng sinh học.

Thông thường, để tăng tốc độ phản ứng phân rã polyme, người ta sẽ tăng thêm lượng nước khi ủ vật liệu. Bởi vì nước sẽ giúp nấm và vi khuẩn sinh sôi, phát triển mạnh làm tăng tốc độ phản ứng sinh học.

Nước 

4. Oxy

Oxy là yếu tố có ảnh hưởng lớn đến sự sinh trưởng của vi sinh vật. Đơn giản vì có những vi sinh vật chỉ tồn tại được trong môi trường có oxy và không có oxy. Vì vậy, nếu muốn tăng hoặc giảm tốc độ phân hủy thì người ta chỉ cần tăng hoặc giảm nồng độ oxy một cách phù hợp.

Hi vọng những thông tin trên đây 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 ngoài môi trường. Từ đó đưa ra hành động thiết thực bằng việc lựa chọn các sản phẩm tự hủy sinh học, góp phần bảo vệ môi trường sống.