مروری بر تخریبِ زیستی پلاستیک ها

مقدمه:
پلاستیک ها مولکول های بسپاری بلند زنجیری هستند که به دست بشر به وجود آمده اند. بیش از نیم قرن پیش جایگزینی بسپارهای طبیعی با بسپارهای مصنوعی در بسیاری از کاربردها آغاز شد، به طوری که امروزه پلاستیک ها بخش جدایی ناپذیر زندگی روزمره شده اند. با گذر زمان و بهبود پایداری و دوام پلاستیک ها، امروزه این گروه از مواد به عنوان مواد مقاوم در برابر بسیاری از تاثیرات محیطی نام برده می شوند. کلمه ی پلاستیک از واژه ی یونانی "پلاستیکوز" به معنای "قابل قالب گیری به اشکال مختلف" گرفته شده است. پلاستیکی که ما امروزه مصرف می کنیم از مواد خام آلی و غیر آلی مانند کربن، سیلیکون، هیدروژن، نیتروژن، اکسیژن و کلر ساخته شده است. مواد اصلی برای ساختن پلاستیک ها از نفت، زغال سنگ و گاز طبیعی استخراج می شود.
از آن جایی که در طی حضور کوتاه مدت پلاستیک در چرخه ی طبیعت، ساختارهای آنزیمی جدیدی با قابلیت تخریب بسپارهای مصنوعی طراحی نشده است، می توان چنین نتیجه گرفت که پلاستیک ها در مقابل حمله ی میکروبی مقاوم اند. امروزه مقادیر قابل توجهی از این مشتقات نفتی - حدود 140 میلیون تن در سال- در سرتاسر دنیا تولید می شود که بخش قابل توجهی از این تولیدات به عنوان زباله های صنعتی وارد بوم سازگان می گردد.
پلاستیک های مصنوعی به طور گسترده ای در بسته بندی مواد غذایی، دارویی، آرایشی، شوینده ها و مواد شیمیایی به کار می روند. حدود 30 درصد از پلاستیک ها کاربرد این چنینی دارند و این گونه مصارف با سرعت زیادی - 12 درصد در سال- هم چنان رو به پیشرفت است. پلاستیک ها جایگزین محصولات کاغذی و سلولزی می شوند زیرا خواص فیزیکی و شیمیایی مطلوب تری مانند استحکام، سبکی، مقاومت در برابر آب و بیشتر ریزجاندار های موجود در آب را دارا هستند. اغلب پلاستیک هایی که برای بسته بندی به کار می روند عبارتند از: پلی اتیلن (LDPE، MDPE، HDPE و LLDPE)، پلی پروپیلن، پلی استایرن، پلی وینیل کلرید، پلی یورتان، پلی اتیلن ترفتالات، پلی بوتیلن ترفتالات و نایلون ها .

کاربرد پلاستیک های مصنوعی:

• پلاستیک کاربرد
• پلی اتیلن کیسه های پلاستیکی، بطری آب و شیر، فیلم بسته بندی غذایی، اسباب بازی ها، لوله های آبیاری و قوطی روغن موتور
• پلی استایرن بسته بندی مواد، کالاهای آزمایشگاهی و ابزارهای الکترونیکی خاص
• پلی یورتان تایر، عایق بندی یخچال، اسفنج و جلیقه ی نجات
• پلی وینیل کلرید پوشش صندلی ماشین، بارانی، بطری و شلنگ های باغبانی
• پلی پروپیلن نی های نوشدنی، صندلی ماشین، باتری ماشین و قوطی دارو
• پلی اتیلن ترفتالات بطری های نوشیدنی و الیاف نساجی
• نایلون یاتاقان های کوچک، جوهرها و سلوفن
• پلی کربنات لنزهای عینک، چراغ های خیابان و سقف گلخانه ها
• پلی تترافلرواتیلن (تفلون) به عنوان پوشش بر روی ظروف نچسب آشپزخانه مانند ماهی تابه

کاربرد گسترده ی پلاستیک ها نه تنها به جهت خواص مکانیکی و گرمائی مطلوب آن هاست بلکه دلیل اصلی، پایداری و دوام آن ها می باشد. در سال 1993 تقاضای جهانی برای پلاستیک ها بیش از 107 میلیون تن بوده که این رقم در سال 2000 به 146 میلیون تن رسیده است. برای روشن تر شدن این مطلب می توان به سرعت رشد صنعت پلاستیک در پاکستان اشاره کرد که به طور میانگین 15 درصد در سال است.
افزایش بی رویه ی تولید و عدم زیست تخریب پذیری بسپارهای تجاری به خصوص پلاستیک های مورد استفاده در بسته بندی (مانند بسته بندی مواد غذایی)، صنعت و کشاورزی، توجه عام را به مشکل انباشتگی عظیم آلودگی محیطی که ممکن است برای قرن ها باقی بماند، جلب نمود. زباله های پلاستیکی از طریق خاک کردن، سوزاندن در دمای زیاد و بازیافت دور ریخته می-شوند. به دلیل ماندگاری این زباله ها در محیط اطراف ما، امروزه گروه های بسیاری به مسئله ی تاثیر زباله های باقیمانده بر طبیعت – شامل تاثیرات مخرب آن ها بر روی حیات وحش و زیبایی شهرها و جنگل ها- توجه نشان می دهند. مواد پلاستیکی باقیمانده در طبیعت یک منبع مهم آلودگی زیست محیطی هستند که تهدیدی برای حیات به شمار می روند. به علاوه در اثر سوزاندن پلاستیک های پلی وینیل کلرید، آلاینده های آلی پایدار (POPs) تولید می شوند که به فوران ها و دیوکسین ها معروف اند. محاسبه ی میزان زباله های پلاستیکی در کشوری مانند پاکستان آماری معادل 32/1 میلیون تن در سال را نشان می دهد که این میزان پلاستیک در زباله های جامد به راستی قابل توجه است. زباله های پلاستیکی در تمامی مراحل تولید و پس از مصرف به وجود می آیند و در واقع هر محصول پلاستیکی یک زباله محسوب می شود!
اگرچه امروزه اغلب پلاستیک های مصرفی زیست تخریب ناپذیرند و یا تجزیه ی آن ها چند دهه طول می کشد، اما برخی از پلاستیک های مصنوعی مانند پلی استر پلی یورتان، پلی اتیلن با آمیزه ی نشاسته زیست تخریب پذیر می باشند. این قضیه موجب افزایش توجه به بسپارهای تخریب پذیر گردیده و سبب گسترش تحقیقات جهانی برای بهبود تخریب پذیری این محصولات و یا تولید محصولات جایگزین جدید شده است. این جایگزین ها باید قابلیت تخریب در حداقل یکی از سامانه های زیر را داشته باشند: تخریب زیستی، تخریب نوری، فرسایش محیطی و تخریب گرمایی.
در دهه ی هشتاد میلادی دانشمندان شروع به تحقیق برروی طراحی پلاستیک هایی نمودند که در مقابل حمله های میکروبی آسیب پذیر باشند و در محیط های فعال میکروبی تجزیه گردند. پلاستیک های زیست تخریب پذیر راه را برای تحقیقات جدید بر روی شیوه های مدیریت زباله گشودند، چرا که این مواد به گونه ای طراحی شدند که تحت شرایط محیطی یا شهری و صنعتی تخریب پذیر باشند.
به دلیل تشابه ویژگی  های این پلاستیک ها با پلاستیک های متداول، مصرف پلاستیک های زیست تخریب پذیر (پلی استرها) به نام های پلی هیدروکسی آلکانوآت (PHA)، پلی لاکتید، پلی کاپرولاکتون، پلی استرهای آلیفاتیک، پلی ساکاریدها و هم بسپار یا آمیزه ی آن ها به طور موفقیت آمیزی در سال های اخیر رواج یافته است. مهم ترین این ترکیب ها، پلی (3-هیدروکسی بوتیرات) و پلی (3-هیدروکسی بوتیرات -کو- 3- هیدروکسی والرات) هستند.
زيست پلاستيك ها (زيست بسپارها) كه از رشد دادن ریزجاندار ها و يا گياهاني كه از نظر ‍ژنتيكي مهندسي شده اند، به دست مي آيند احتمالا حداقل در برخي از زمينه ها مي توانند جايگزين پلاستيك هاي مصرفي كنوني شوند. از قابليت هاي كليدي PHA خاصيت زيست تخريب پذيري، زيست سازگاري قابل توجه و قابل توليد بودن از منابع تجديدپذير است. علاقه ي جهاني نسبت به PHA ها زياد است چراكه آن ها به عنوان جايگزين بسپارهاي مصنوعی مانند پلي پروپيلن، پلي اتيلن به كار مي روند و در موارد گوناگون براي بسته بندي، ابزار پزشكي، وسايل بهداشتي شخصي يك بار مصرف و كاربردهاي مربوط به كشاورزي از آن ها استفاده مي شود. جدول زیر موارد استفاده ي پلاستيك هاي زيست تخريب پذير را بيان مي كند.

كاربرد پلاستيك هاي زيست تخريب پذير:

• پلاستيك كاربرد
• پلي گليكوليك اسيد (PGA) رهايش كنترل شده دارو، چندسازه هاي كاشتنی در بدن
• پلي لاكتيك اسيد (PLA) بسته بندي و پوشش دهي كاغذ، فيلم هاي كود گياهي
• پلي كاپرو لاكتون (PCL) موارد مصرف طولاني مدت مانند سامانه هاي رهايش آهسته ي دارو
• پلي هيدروكسي بوتيرات (PHB) بطري، كيسه و نيز به عنوان داربست  در مهندسي بافت
• پلي هيدروكسي والرات (PHBV) كاربردهاي زيست پزشكي، پوشش فيلم و كاغذ
• پلي وينيل الكل (PVOH) بسته بندي و كيسه هاي محلول در آب در كاربردهايي مانند ماده شوینده ی لباس شويي
• پلي وينيل استات (PVAc) چسب ها، كيسه هاي پلاستيكي

طي ده سال گذشته پلاستيك هاي زیست تخريب پذير متعددي به بازار عرضه شده اند. اگرچه هيچ يك از اين محصولات، به طور موثری هنگام خاک کردن تجزيه نمي شوند. به همين علت هيچ كدام يك از آن ها در طيف گسترده مورد استفاده قرار نگرفته اند. در حال حاضر پلاستيك هاي زيست تخریب پذير در مقايسه با مشتقات نفتي موجود، بازار بسيار اندكي را به خود اختصاص داده اند. هرچند كه با افزايش صعودي قيمت نفت اين پلاستيك ها ارزان تر تمام مي شوند. براي نمونه مي توان کیسه هاي خريد پلاستيكي را از پلي لاكتيك اسيد (PLA) كه يك بسپار زيست-تخريب پذير مشتق شده از اسيد لاكتيك است، تهيه نمود. پلي لاكتيك اسيد يك زيست پلاستيك گياهي است كه در طبیعت تخریب مي شود و از خود باقي مانده ي سمي به جاي نمي گذارد. اگرچه در هر صورت زيست پلاستيك ها بسته به شيوه ي توليدشان تاثير خود را بر طبيعت مي-گذارند. براي حل اين مشكل جهاني، نيازي فوري به توسعه ي ریزجاندارهاي موثر و محصولات آن ها وجود دارد.
اين مقاله به بررسي تحقيقات اخير در مورد تخريب پلاستيك هاي زيست تخريب پذير و نيز پلاستيك هاي مصنوعی مرسوم و آميزۀ آن ها و چگونگي استفاده از روش هاي مختلف براي تحليل تخريب اين مواد در طبيعت مي پردازد.

تخريب پلاستيك ها:
به هرگونه تغيير فيزيكي يا شيميايي در بسپار كه در اثر عوامل محيطي مانند نور، گرما، رطوبت، شرايط شيميايي يا فعاليت  زيستي اتفاق بيفتد، تخريب گفته مي شود. فرآيندهاي ايجاد كننده تغييرات در خواص بسپارها (از بين رفتن عامليت) به دليل واكنش هاي شيميايي، فيزيكي يا زيستي كه منجر به شكسته شدن پيوند و متعاقبا تغيير شكل شيميايي مي شود نيز به عنوان تخريب بسپارها در نظر گرفته مي شود. تخريب در قالب تغييراتي كه در خواص مواد رخ مي دهد مانند خواص مکانیکی، نوري يا الكتريكي، ترکچه شدن، ترك خوردگي، فرسايش، تغيير رنگ، جدايي فازي يا لايه لايه شدن بروز مي كند. تغييرات شامل شكستن پيوند، تغيير شکل شيميايي و تشكيل گروه هاي عاملي جديد در مواد مي شود. تخريب ممكن است نوري، گرمايي يا زيستي باشد .

عوامل تخريب بسپارها:

• عوامل تخريب نوري تخریب حرارتی-اکسایشی تخریب زیستی
• عامل فعال نور فرابنفش یا تابش یا انرژی زیاد گرما و اکسیژن عوامل میکروبی
• نیازمندی گرمایی بدون نیاز بیشتر از دمای محیط بدون نیاز
• سرعت تخریب شروع آهسته، گسترش سریع سریع متوسط
• دیگر ملاحظات دوست دار محیط زیست اگر تابش با انرژی زیاد به کار نرود از نظر زیست محیطی غیر قابل قبول دوست دار محیط زیست
• پذیرش کلی قابل قبول ولی پرهزینه غیر قابل قبول ارزان و بسیار قابل قبول

ميزان حساسيت بسپارها به تخريب نوري به توانایی جذب پرتو هاي خورشيدي مضر وردسپهر (تروپوسفر) بستگي دارد كه شامل پرتو ي فرابنفش مي باشد. نور مرئي خورشيد با حرارت خود موجب تسريع در تخريب بسپارها مي گردد. تابش زير قرمز به اكسيد شدن گرمايي سرعت مي-بخشد. به نظر مي رسد كه بيشتر پلاستيك ها تابش پر انرژی فرابنفش خورشيد را كه سبب فعال تر شدن الكترون هايشان، اكسيد شدن، شكستن و ديگر تخريب ها مي شود را جذب مي-كنند.
تخريب گرمايي بسپارها، زوال مولكولي در نتيجه ي  گرم شدن زیاد است. در دماهاي زياد اجزاي تشكيل دهنده ي زنجير بلند بسپاري شروع به جدا شدن (شكستن مولكولي) و واكنش دادن با هم براي تغيير خواص بسپار مي كنند. واكنش هاي شیميايي دخيل در تخريب گرمايي منجر به ايجاد تغيير خواص فيزيكي و نوري مرتبط با خواص اوليه ي ماده مي شوند. تخریب گرمايي عموما در تغييرات وزن مولكولي بسپارها (و توزيع وزن مولكولي) و نيز كاهش اغلب خواص فيزيكي مطلوب مانند چقرمگي و شكنندگي، گچي شدن، تغيير رنگ، ترك خوردن نقش دارد.
در فرآيند تخريب زيستی-اكسيدي از دو روش براي شروع تخریب زیستی استفاده مي گردد. اين روش ها شامل تخريب نوری (فرابنفش) و اكسایش است. تخريب فرابنفش از نور فرابنفش براي تخريب محصول نهايي استفاده مي كند. فرآيند اكسایش از زمان و گرما براي شكستن ساختمان پلاستيك استفاده مي نماید. هر دو روش باعث كاهش وزن مولكولي پلاستيك و در نهايت تخريب زیستی آن مي گردد.
تخريب زیستی فرآيندي است كه در آن مواد آلي توسط جاندار هاي زنده شکسته مي شوند. اغلب از اين اصطلاح در ارتباط با بوم شناسی،‌ مديريت زباله، تجديد محيط و مواد پلاستيكي كه چرخه ي زندگي طولاني دارند استفاده مي شود. مواد آلي به دو صورت هوازي در معرض اكسيژن و غير هوازي بدون وجود اكسيژن تخريب مي شوند. يكي از اصطلاحات مرتبط با تخریب زیستی ، زیست کانی گردانی است كه طي آن مواد آلي به مواد معدني تبديل مي گردند. پلاستيك ها در محيط طبيعت به صورت هوازي، در رسوبات و زير زمين به صورت غير هوازي و در خاك و كود بخشي به صورت هوازي و بخشي به صورت غير هوازي تخريب مي شوند. در جريان تخریب زیستی هوازي آب و كربن دي اكسيد و در جريان تخریب زیستی غيرهوازي آب، كربن دي اكسيد و متان توليد مي شود. به طور كلي شكستن بسپارهاي سنگين به كربن دي اكسيد (معدني شدن) نياز به جاندار هاي متعدد و بسياري دارد كه طي يكی از آن ها بسپار به تكپارهاي سازنده ي خود تبديل شود و از تكپارها و تركيبات زايد ساده تر دور ريخته شده به عنوان محصول جانبي استفاده گردد.

تخریب زیستی پلاستيك ها :
ریزجاندارهايي مانند باكتري و قارچ در تخريب پلاستيك هاي طبيعي و سنتزي نقش دارند. تخریب زیستی به عوامل متعددي چون خصوصيات بسپارها، نوع جاندار و طبيعت پيش آمايش بستگي دارد. خصوصيات بسپار نظير تحرك، نظم فضايي، بلورينگي، وزن مولكولي، نوع گروه هاي عاملي موجود در ساختار آن و نرم كننده ها و افزودني هاي اضافه شده به آن همگي نقش مهمي در تخريب به عهده دارند.
طي فرآيند تخريب ابتدا بسپار به تكپارهاي خود و سپس اين تكپارها به مواد معدني تبديل مي-شوند. بيشتر بسپارها به اندازه اي بزرگ هسنتد كه نمي توانند وارد غشاي سلولي شوند، پس بايستي ابتدا پيش از جذب و تخريب توسط سلول هاي ميكروبي به تكپارهاي كوچكتر شكسته شوند. شكست اوليه ي بسپار ممكن است در نتيجه ي نيروهاي زيستي و فيزيكي متعدي صورت گيرد. نيروهاي فيزيكي نظير سرد و گرم شدن، يخ زدن و ذوب شدن يا تر و خشك شدن ممكن است باعث صدمات فيزيكي مانند ترک خوردن بسپارها شود.
رشد بسیاری از قارچ هايي كه به درون جامدهاي بسپاري نفوذ كرده اند، مي تواند موجب كمي تورم و تركيدگي شود. بسپارهاي سنتزي نظير پلي كاپرو لاكتون توسط آنزيم هاي ميكروبي وابسپارش شده و پس از آن تكپارها به داخل سلول هاي ميكروبي جذب شده و تخريب مي-گردند. آب كافت بی جان مهم ترين واكنش براي شروع تخريب محيطي بسپارهاي سنتزي مانند پلي كربوكسيلات، پلي اتيلن ترفتالات، اسيدهاي پلي لاكتيك و همبسپارهاي آن، پلي آلفا گلوتاميك اسيد و پلي دي متيل سيلوكسان يا سيليكون ها مي باشد.
به طور كلي افزايش وزن مولكولي منجر به كاهش تخريب پذيري بسپار توسط ریزجاندار ها مي-شود. درصورتي كه تكپارها، دوپارها و چندپارهاي واحدهاي تكرار شونده ي یک بسپار بسيار آسان تر تخريب و به مواد معدني تبديل مي شوند. حداقل دو گروه آنزيم ها به نام هاي دي پليمراز درون سلولي و برون سلولي در تخريب زيستي بسپارها دخالت دارند. طي فرآيند تخريب، برون-آنزیم های اكسي آنزيم هاي توليد شده توسط ریزجاندارها، بسپارهاي پيچيده را به مولكول هاي كوچك تر با زنجيره ي كوتاه تر مانند چندپارها، دوپارها و تكپارها تبديل مي كنند كه آن ها به اندازه ي كافي كوچك هستند تا از غشاي بيروني نيمه تراواي باكتري ها گذشته و بعد به عنوان منابع كربن و انرژي مورد استفاده قرار گيرند. اين فرآيند وابسپارش ناميده مي شود. چنان چه محصول نهايي كربن دي اكسيد، آب يا متان باشد، اين نوع تخريب، کانی شدن نام دارد. بايد به اين نكته توجه داشت كه زوال زیستی و تخريب مواد بسپاري به ندرت به طور صد درصد انجام مي گيرد و علت آن است كه مقدار كمي از بسپار با زيست توده ي ميكروبي، گياخاك و ساير محصولات طبيعي تركيب مي شود. ریزجاندار هاي غالب و روش هاي تخريب بسپارها به شرايط محيطي _ براي نمونه وجود هوا براي هوازي بودن و غيره_ بستگي دارد.

روش هاي آزمون استاندارد:
مشاهدات چشمي
ارزيابي تغييرات قابل مشاهده در پلاستيك ها مانند سخت شدن سطح، ايجاد سوراخ يا ترك، تغيير رنگ يا تشكيل فيلم هاي زيستي بر روي سطح، می تواند در همه ي آزمايش ها انجام  گيرد. اگرچه اين تغييرات وجود فرآيند زيست تخريب شدن را بر حسب دگرگشت ثابت نمي كند اما مشاهده ی چشمی تغييرات می تواند به عنوان اولين نشانه از حمله ي ميكروبي مدنظر قرار گیرد. براي به دست آوردن اطلاعات در مورد سازوكار تخريب مي توان از ميكروسكوپ الكتروني پويشي (SEM)، ميكروسكوپ نيروي اتمي (AFM) طيف نمايي فروسرخ تبديل فوريه (FTIR)، گرماسنجي پويشي تفاضلي (DSC)، تشدید مغناطيسي هسته (NMR)، پراش پرتو ي ايكس XRD)) استفاده نمود.

اندازه گیری کاهش وزن: تعیین بسپار باقی مانده
کاهش وزن نمونه های آزمون مانند فیلم ها به طور گسترده ای در آزمون های تخریب مورد استفاده قرار می گیرد؛ اگرچه باز هم هیچ گونه مدرک مستقیمی برای اثبات تخریب زیستی به دست نمی دهد. برای نمونه های بسپاری مانند پودرها، کاهش در بسپار باقیمانده را می توان به کمک روش جدایی مناسب یا استخراج به دست آورد (بسپار از زیست توده جدا می شود و یا بسپار از خاک یا کود ترکیبی استخراج می گردد).

تغییرات در خواص مکانیکی و جرم مولی
همانند مشاهدات چشمی، تغییر در خواص ماده را نیز نمی توان دلیل مستقیمی از دگرگشت بسپار به شمار آورد. خواصی چون استحکام کششی، نسبت به تغییرات جرم مولی بسپار بسیار حساس هستند، به طوری که اغلب به طور مستقیم بیانگر تخریب می باشند. در حالی که، در یک وابسپارش ایجاد شده توسط آنزیم ها خواص مواد تنها در صورتی تغییر می کند که کاهش قابل ملاحظه ای در جرم مشاهده شود (نمونه به سبب فرآیند فرسایش در سطح، باریک تر می شود؛ باوجودی که قسمت های داخلی ماده تحت تاثیر فرآیند تخریب قرار نگرفته اند). در واکنش های تخریب بی جان (که اغلب در کل ماده رخ می دهد و شامل آبکافت پلی استرها یا اکسایش پلی اتیلن ها می شود)، خواص مکانیکی ممکن است تغییرات قابل ملاحظه ای داشته باشد، باوجودی که تقریبا هیچ کاهش جرمی بر اثر انحلال واسطه های تخریب در این مرحله رخ نمی دهد. در نتیجه از این نوع اندازه گیری اغلب برای موادی که در آن ها فرآیندهای بی جان مسئول اولین مرحله ی تخریب هستند، استفاده می شود.

تولید کربن دی اکسید / مصرف اکسیژن
میکروب ها تحت شرایط هوازی برای اکسایش کربن و تولید کربن دی اکسید به عنوان یکی از محصولات نهایی دگرگشتی، اکسیژن مصرف می کنند. در نتیجه، مصرف اکسیژن یا تشکیل کربن دی اکسید شاخص های خوبی برای تخریب بسپارها هستند که اغلب به عنوان روش اندازه گیری تخریب زیستی در آزمایشگاه ها مورد استفاده قرار می گیرند. در فرآیندهای تخریب آهسته، تجمع کربن دی اکسید و کاهش در غلظت اکسیژن، بسیار کند است و بنابراین احتمال بروز خطا افزایش می یابد. برای تخریب بسپار در خاک به علت سرعت تخریب آهسته تر که منجر به زمان طولانی آزمایش (تا دو سال) و نیز تولید کم کربن دی اکسید در مقایسه با میزان کربن موجود در خاک می شود، به نظر می رسد که بررسی کربن دی اکسید پیچیده باشد.

نشانه دار کردن از طریق رادیو
این روش آزمون، اندازه گیری CO2 خالص و CO214 تولید شده، ساده و غیرمخرب است و تخریب زیستی نهایی را اندازه می گیرد. به این شیوه مواد حاوی نشانگر 14C که به طور تصادفی پخش شده اند، می توانند در معرض محیط میکروبی مشخصی قرار گیرند و سپس میزان 14C کربن دی-اکسید آزاد شده اندازه گیری می شود. این روش درصد زیادی از دقت و ثبات را نشان می دهد اما مواد نشانه گذاری شده، گران بوده و همیشه در دسترس نمی باشند. مشکلات مربوط به تایید استفاده از مواد رادیواکتیو و از بین بردن زباله های آن نیز از جمله موانع موجود به شمار می آید.

تشکیل منطقه ی شفاف
یک روش بسیار ساده ی نیمه کمی، آزمون منطقۀ شفاف است. این روش یک آزمون صفحه ی آگار است که در آن بسپار درون آگار مصنوعی، به صورت ذرات بسیار کوچک پخش می شود. این کار باعث می شود تا آگار ظاهری تیره پیدا کند. پس از تلقیح ریزجاندارها، تشکیل یک هالۀ شفاف نشانگر آن است که ریزجاندارها حداقل قادر به وابسپارش بسپار هستند، که این اولین مرحلۀ تخریب زیستی است.

آزمون کمپوست سازی کنترل شده
این آزمون روش ارزشمندی برای آمایش و بازیافت زباله های آلی است. تهیه ی کمپوست از پلاستیک ها و بسته بندی های زیست تخریب پذیر، نوعی بازیافت زباله محسوب می شود که می-تواند نیاز رو به افزون به مکان های جدید خاک کردن زباله را کاهش دهد. تنها مواد قابل تبدیل به کمپوست می توانند طی آمایش های زیستی بازیافت شوند، چراکه موادی که قابلیت تبدیل شدن به کمپوست را ندارند، می توانند باعث کاهش کیفیت محصول و نیز کاهش ارزش تجاری آن شوند.. این روش آزمون بر پایه ی تعیین میزان تولید کربن دی اکسید خالص استوار است. یک شرط لازم و مهم این است که مواد بسته بندی تحت مطالعه نباید در جریان تخریب، ترکیبات سمی به درون کمپوست آزاد کنند که این ترکیبات از طریق ورود به زنجیره ی غذایی باعث ضرر رساندن به گیاهان و جانوران و بشر می شود.

واژگان:

بی جان abiotic
آبکافت hydrolysis
آرایشمندی tacticity
آلاینده های آلی پایدار Persistent Organic Pollutants (POPs)
برون سلولی extracellular
بوم شناسی Ecology
بوم سازگان Ecosystem
پراش پرتوي ايكس X-ray diffraction
پیش آمایش pretreatment
تخریب زیستی biodegradation
تخریب زیستی-اکسیدی Oxo-biodegradation
تخریب نوری Photo degradation
ترکچه زايي crazing
تغییرشکل شیمیایی transformation chemical
جاندار organism
چندپار Oligomer
چندسازه هاي كاشتنی Implantable composites
خا کچال کردن landfilling
دگرگشت metabolism
دوپار dimer
دوستدار محیط زیست friendly environment
رشدمایه substrate
رهایش کنترل شده دارو Controlled drug releases
ریزجاندار microorganism
زوال زیستی Biodeterioration
زيست پلاستيك bioplastic
زيست تخريب پذيري Biodegradability
زيست توده biomass
زیست کانی گردانی biomineralisation
سوزاندن در دمای زیاد incineration
شوینده Detergent
طيف نمايي فروسرخ تبديل فوريه Fourier transform infrared spectroscopy
غیرهوازی anaerobic
فرسايش erosion
کانی شدن mineralization
کمپوست compost
گرماسنج پويشي تفاضلي Differential scanning calorimetry
گسیختگی آبکافتی clearage hydrolytic
منطقه شفاف zone-clear
ميكروسكوپ الكتروني پويشي Scanning electron microscopy
نشانه دار کردن از طریق رادیو Radiolabeling
وابسپارش depolymerization
وردسپهر Troposphere
همبسپار copolymer

هوازی aerobic

منبع:

Biological degradation of plastics: A comprehensive review, A. A. Shah, F. Hasan, A. Hameed, S. Ahmed, Biotechnology advances 26 (2008) 246-265.

ترجمه و تلخیص: زهرا آجیلی – مرضیه ریاحی نژاد