जैव-निम्नीकरण
जैव-निम्नीकरण (Biodegradation) सूक्ष्मजीवों, जैसे कि बैक्टीरिया और कवक द्वारा कार्बनिक पदार्थ का विघटन है।Cite error: Closing </ref> missing for <ref> tag</ref> जैव-निम्नीकरण के विपरीत, फाइटोडिग्रेडेशन, जिसके अनुप्रयोग बहुत कम हैं, क्षरण को प्रभावित करने के लिए हरे पौधों पर निर्भर करता है।
व्यावहारिक रूप से, लगभग सभी रासायनिक यौगिक और पदार्थ जैव-निम्नीकरण के अधीन हैं, जिसमें सीमित करने वाला तत्व समय है। सब्जियां कुछ दिनों के भीतर विघटित हो सकती हैं, जबकि कुछ प्लास्टिक को विघटित होने में बहुत समय लग सकता है। यूरोपीय संघ द्वारा उपयोग किया जाने वाला जैव-निम्नीकरण का एक मानक यह है कि मूल सामग्री का 90% से अधिक हिस्सा 6 महीने के भीतर जैविक प्रक्रियाओं द्वारा , पानी और खनिजों में परिवर्तित हो जाना चाहिए। जैव-निम्नीकरण तत्वों पर लागू नहीं होता है; इसलिए भारी धातु प्रदूषक जैव-निम्नीकृत नहीं होते हैं।
क्रियाविधि
जैव-निम्नीकरण की प्रक्रिया को तीन चरणों में विभाजित किया जा सकता है: जैव-क्षरण (biodeterioration), जैव-विखंडन (biofragmentation), और स्वांगीकरण (assimilation)।[1] जैव-क्षरण को कभी-कभी सतह-स्तरीय क्षरण के रूप में वर्णित किया जाता है जो सामग्री के यांत्रिक, भौतिक और रासायनिक गुणों को संशोधित करता है। यह चरण तब होता है जब सामग्री बाहरी वातावरण में अजैविक कारकों के संपर्क में आती है और सामग्री की संरचना को कमजोर करके आगे के क्षरण की अनुमति देती है। कुछ अजैविक कारक जो इन प्रारंभिक परिवर्तनों को प्रभावित करते हैं, वे हैं संपीड़न (यांत्रिक), प्रकाश, तापमान और पर्यावरण में रसायन। जबकि जैव-क्षरण आमतौर पर जैव-निम्नीकरण के पहले चरण के रूप में होता है, यह कुछ मामलों में जैव-विखंडन के समानांतर हो सकता है। हालाँकि, ह्यूक ने जैव-क्षरण को मनुष्य की सामग्रियों पर जीवित जीवों की अवांछनीय क्रिया के रूप में परिभाषित किया, जिसमें इमारतों के पत्थर के अग्रभाग का टूटना, सूक्ष्मजीवों द्वारा धातुओं का क्षरण या केवल जीवित जीवों के विकास द्वारा मानव निर्मित संरचनाओं पर प्रेरित सौंदर्य संबंधी परिवर्तन जैसी चीजें शामिल हैं।
पॉलिमर का जैव-विखंडन वह लिटिक प्रक्रिया है जिसमें एक पॉलिमर के भीतर के बंधन टूट जाते हैं, जिससे उसके स्थान पर ओलिगोमर और मोनोमर उत्पन्न होते हैं।[1] इन सामग्रियों को खंडित करने के लिए उठाए गए कदम प्रणाली में ऑक्सीजन की उपस्थिति के आधार पर भी भिन्न होते हैं। ऑक्सीजन मौजूद होने पर सूक्ष्मजीवों द्वारा सामग्रियों का टूटना वायवीय पाचन (aerobic digestion) है, और जब ऑक्सीजन मौजूद नहीं होती है तो सामग्रियों का टूटना अवायवीय पाचन (anaerobic digestion) है। इन प्रक्रियाओं के बीच मुख्य अंतर यह है कि अवायवीय प्रतिक्रियाएं मीथेन का उत्पादन करती हैं, जबकि वायवीय प्रतिक्रियाएं नहीं करती हैं (हालाँकि, दोनों प्रतिक्रियाएं कार्बन डाइऑक्साइड, पानी, किसी प्रकार का अवशेष और एक नया बायोमास उत्पन्न करती हैं)। इसके अलावा, वायवीय पाचन आमतौर पर अवायवीय पाचन की तुलना में अधिक तेजी से होता है, जबकि अवायवीय पाचन सामग्री की मात्रा और द्रव्यमान को कम करने का बेहतर काम करता है। अपशिष्ट सामग्री की मात्रा और द्रव्यमान को कम करने और प्राकृतिक गैस का उत्पादन करने की अवायवीय पाचन की क्षमता के कारण, अवायवीय पाचन तकनीक का उपयोग अपशिष्ट प्रबंधन प्रणालियों के लिए और स्थानीय, नवीकरणीय ऊर्जा के स्रोत के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है।
स्वांगीकरण चरण में, जैव-विखंडन से प्राप्त उत्पादों को फिर सूक्ष्मजीवी कोशिकाओं में एकीकृत किया जाता है।[1] विखंडन से प्राप्त कुछ उत्पादों को झिल्ली वाहक (membrane carriers) द्वारा कोशिका के भीतर आसानी से ले जाया जाता है। हालाँकि, दूसरों को अभी भी उन उत्पादों को प्राप्त करने के लिए बायोट्रांसफॉर्मेशन प्रतिक्रियाओं से गुजरना पड़ता है जिन्हें फिर कोशिका के अंदर ले जाया जा सकता है। एक बार कोशिका के अंदर, उत्पाद अपचय पथ (catabolic pathways) में प्रवेश करते हैं जो या तो एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (ATP) के उत्पादन या कोशिका संरचना के तत्वों की ओर ले जाते हैं।
- वायवीय जैव-निम्नीकरण समीकरण
- Cपॉलिमर + O2 → Cअवशेष + Cबायोमास + CO2 + H2O
- अवायवीय जैव-निम्नीकरण समीकरण
- Cपॉलिमर → Cअवशेष + Cबायोमास + CO2 + CH4 + H2O
जैव-निम्नीकरण दर को प्रभावित करने वाले कारक
व्यावहारिक रूप से, लगभग सभी रासायनिक यौगिक और पदार्थ जैव-निम्नीकरण प्रक्रियाओं के अधीन हैं। हालाँकि, महत्व ऐसी प्रक्रियाओं की सापेक्ष दरों में है, जैसे दिन, सप्ताह, वर्ष या सदियां। कई कारक यह निर्धारित करते हैं कि कार्बनिक यौगिकों का यह क्षरण किस दर पर होता है। कारकों में प्रकाश, पानी, ऑक्सीजन और तापमान शामिल हैं।[2] कई कार्बनिक यौगिकों की क्षरण दर उनकी जैव-उपलब्धता (bioavailability) द्वारा सीमित होती है, जो वह दर है जिस पर कोई पदार्थ किसी प्रणाली में अवशोषित होता है या शारीरिक गतिविधि के स्थल पर उपलब्ध कराया जाता है, क्योंकि जीवों द्वारा उन्हें विघटित करने से पहले यौगिकों को घोल में छोड़ा जाना चाहिए। जैव-निम्नीकरण की दर को कई तरीकों से मापा जा सकता है। श्वसनमिति (Respirometry) परीक्षणों का उपयोग वायवीय रोगाणुओं के लिए किया जा सकता है। सबसे पहले कोई सूक्ष्मजीवों और मिट्टी के साथ एक कंटेनर में ठोस अपशिष्ट का नमूना रखता है, और फिर मिश्रण को हवा देता है। कई दिनों के दौरान, सूक्ष्मजीव नमूने को थोड़ा-थोड़ा करके पचाते हैं और कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करते हैं - परिणामी CO2 की मात्रा क्षरण के संकेतक के रूप में कार्य करती है। जैव-निम्नीकरण क्षमता को अवायवीय रोगाणुओं और उनके द्वारा उत्पादित मीथेन या मिश्र धातु की मात्रा द्वारा भी मापा जा सकता है।
उत्पाद परीक्षण के दौरान जैव-निम्नीकरण दरों को प्रभावित करने वाले कारकों पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि उत्पादित परिणाम सटीक और विश्वसनीय हैं। कई सामग्रियां अनुमोदन के लिए प्रयोगशाला में इष्टतम परिस्थितियों में जैव-निम्नीकरणीय के रूप में परीक्षण करेंगी, लेकिन ये परिणाम वास्तविक दुनिया के परिणामों को प्रतिबिंबित नहीं कर सकते हैं जहां कारक अधिक परिवर्तनशील होते हैं।[3] उदाहरण के लिए, एक सामग्री जिसका प्रयोगशाला में उच्च दर पर जैव-निम्नीकरण का परीक्षण किया गया है, वह लैंडफिल में उच्च दर पर विघटित नहीं हो सकती है क्योंकि लैंडफिल में अक्सर प्रकाश, पानी और सूक्ष्मजीवी गतिविधि की कमी होती है जो क्षरण के लिए आवश्यक है। इस प्रकार, यह बहुत महत्वपूर्ण है कि प्लास्टिक जैव-निम्नीकरणीय उत्पादों के लिए मानक हों, जिनका पर्यावरण पर बड़ा प्रभाव पड़ता है। सटीक मानक परीक्षण विधियों का विकास और उपयोग यह सुनिश्चित करने में मदद कर सकता है कि उत्पादित और व्यावसायीकरण किए जा रहे सभी प्लास्टिक वास्तव में प्राकृतिक वातावरण में जैव-निम्नीकृत हो जाएंगे। इस उद्देश्य के लिए विकसित किया गया एक परीक्षण DINV 54900 है।
हाल की प्रगति ने मशीन लर्निंग के साथ संयुक्त बायोसेन्सर का उपयोग करके पॉलिमर जैव-निम्नीकरण की वास्तविक समय की निगरानी को सक्षम किया है, जिससे विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों में क्षरण आकलन की सटीकता में सुधार हुआ है।[4]
| उत्पाद | जैव-निम्नीकृत होने का समय |
|---|---|
| कागज का तौलिया | 2–4 सप्ताह |
| अखबार | 6 सप्ताह |
| सेब का कोर | 2 महीने |
| कार्डबोर्ड बॉक्स | |
| मोम लेपित दूध का कार्टन | 3 महीने |
| सूती दस्ताने | 1–5 महीने |
| ऊन के दस्ताने | 1 वर्ष |
| प्लाईवुड | 1–3 वर्ष |
| पेंट की हुई लकड़ी की छड़ें | 13 वर्ष |
| प्लास्टिक बैग | 10–20 वर्ष |
| टिन के डिब्बे | 50 वर्ष |
| डिस्पोजेबल डायपर | 50–100 वर्ष |
| प्लास्टिक की बोतल | 100 वर्ष |
| एल्यूमीनियम के डिब्बे | 200 वर्ष |
| कांच की बोतलें | अनिर्धारित |
| सब्जियां | 5 दिन – 1 महीना |
| कागज | 2–5 महीने |
| सूती टी-शर्ट | 6 महीने |
| संतरे के छिलके | |
| पेड़ के पत्ते | 1 वर्ष |
| ऊनी मोजे | 1–5 वर्ष |
| प्लास्टिक-लेपित कागज के दूध के कार्टन | 5 वर्ष |
| चमड़े के जूते | 25–40 वर्ष |
| नायलॉन कपड़ा | 30–40 वर्ष |
| टिन के डिब्बे | 50–100 वर्ष |
| एल्यूमीनियम के डिब्बे | 80–100 वर्ष |
| कांच की बोतलें | 10 लाख वर्ष |
| स्टायरोफोम कप | 500 वर्ष से हमेशा के लिए |
| प्लास्टिक बैग |
सामग्री के व्यक्तिगत वर्ग
पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक्स
पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक संभावित कैंसर पैदा करने वाले यौगिक हैं जो पेट्रोलियम और कोयले के प्रसंस्करण द्वारा उत्पादित होते हैं।
प्लास्टिक
মূল নিবন্ধ: Biodegradable plastic#Examples of biodegradable plastics
बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक (जैव-निम्नीकरणीय प्लास्टिक)[6] शब्द उन सामग्रियों को संदर्भित करता है जो व्यावहारिक उपयोग के दौरान अपनी यांत्रिक शक्ति बनाए रखते हैं, लेकिन उपयोग के बाद कम वजन वाले यौगिकों और गैर-विषाक्त उप-उत्पादों में टूट जाते हैं। यह विघटन सामग्री पर सूक्ष्मजीवों के हमले के माध्यम से संभव होता है, जो आमतौर पर एक गैर-जल-घुलनशील बहुलक (पॉलिमर) होता है। ऐसी सामग्रियां रासायनिक संश्लेषण, सूक्ष्मजीवों द्वारा किण्वन और रासायनिक रूप से संशोधित प्राकृतिक उत्पादों के माध्यम से प्राप्त की जा सकती हैं।
प्लास्टिक अत्यधिक परिवर्तनशील दरों पर बायोडिग्रेड (जैव-निम्नीकृत) होते हैं। PVC-आधारित प्लंबिंग को सीवेज (मलजल) को संभालने के लिए चुना जाता है क्योंकि PVC बायोडिग्रेडेशन का प्रतिरोध करता है। दूसरी ओर, कुछ पैकेजिंग सामग्रियां विकसित की जा रही हैं जो पर्यावरण के संपर्क में आने पर आसानी से विघटित हो जाएंगी।[7] तेजी से बायोडिग्रेड होने वाले सिंथेटिक पॉलिमर के उदाहरणों में पॉलीकैप्रोलैक्टोन, अन्य पॉलिएस्टर और एरोमैटिक-एलिफैटिक एस्टर शामिल हैं, क्योंकि उनके एस्टर बॉन्ड पानी के हमले के प्रति संवेदनशील होते हैं। एक प्रमुख उदाहरण पॉली-3-हाइड्रॉक्सीब्यूटायरेट और नवीकरणीय रूप से प्राप्त पॉलीलैक्टिक एसिड है। अन्य सेलुलोज-आधारित सेलुलोज एसीटेट और सेल्युलाइड (सेलुलोज नाइट्रेट) हैं।
कम ऑक्सीजन वाली स्थितियों में प्लास्टिक अधिक धीरे-धीरे टूटते हैं। विघटन प्रक्रिया को विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए खाद के ढेर में तेज किया जा सकता है। स्टार्च-आधारित प्लास्टिक घरेलू खाद के डिब्बे में दो से चार महीनों के भीतर विघटित हो जाएंगे, जबकि पॉलीलैक्टिक एसिड काफी हद तक विघटित नहीं होता है, जिसके लिए उच्च तापमान की आवश्यकता होती है।[8] पॉलीकैप्रोलैक्टोन और पॉलीकैप्रोलैक्टोन-स्टार्च कंपोजिट धीरे-धीरे विघटित होते हैं, लेकिन स्टार्च की मात्रा एक छिद्रपूर्ण, उच्च सतह क्षेत्र वाला पॉलीकैप्रोलैक्टोन छोड़कर विघटन को तेज करती है। फिर भी, इसमें कई महीने लगते हैं।
2016 में, Ideonella sakaiensis नामक एक जीवाणु PET को बायोडिग्रेड करता पाया गया था। 2020 में, जीवाणु के PET को विघटित करने वाले एंजाइम, PETase, को आनुवंशिक रूप से संशोधित किया गया और PET को तेजी से तोड़ने और PEF को भी विघटित करने के लिए MHETase के साथ जोड़ा गया।[9] 2021 में, शोधकर्ताओं ने बताया कि गाय के पेट से सूक्ष्मजीवों का एक मिश्रण तीन प्रकार के प्लास्टिक को तोड़ सकता है।
कई प्लास्टिक उत्पादक यहां तक कह चुके हैं कि उनके प्लास्टिक खाद बनाने योग्य (compostable) हैं, जिसमें आमतौर पर कॉर्न स्टार्च को एक घटक के रूप में सूचीबद्ध किया जाता है। हालाँकि, ये दावे संदिग्ध हैं क्योंकि प्लास्टिक उद्योग खाद बनाने योग्य की अपनी परिभाषा के तहत काम करता है:
- "वह जो खाद स्थल में जैविक अपघटन से गुजरने में सक्षम है, इस तरह कि सामग्री नेत्रहीन रूप से अलग न हो और ज्ञात खाद बनाने योग्य सामग्रियों के अनुरूप दर पर कार्बन डाइऑक्साइड, पानी, अकार्बनिक यौगिकों और बायोमास में टूट जाए।" (संदर्भ: ASTM D 6002)[10]
"कंपोस्टिंग" (खाद बनाना) शब्द का उपयोग अक्सर पैकेजिंग सामग्रियों के बायोडिग्रेडेशन का वर्णन करने के लिए अनौपचारिक रूप से किया जाता है। खाद बनाने की क्षमता के लिए कानूनी परिभाषाएं मौजूद हैं, वह प्रक्रिया जो खाद की ओर ले जाती है। यूरोपीय संघ द्वारा चार मानदंड प्रस्तुत किए गए हैं:[11]
- रासायनिक संरचना: वाष्पशील पदार्थ और भारी धातुओं के साथ-साथ फ्लोरीन को सीमित किया जाना चाहिए।
- बायोडिग्रेडेबिलिटी: 6 महीने के भीतर जैविक प्रक्रियाओं द्वारा मूल सामग्री के >90% का , पानी और खनिजों में रूपांतरण।
- विघटनशीलता (Disintegrability): मूल द्रव्यमान का कम से कम 90% उन कणों में विघटित होना चाहिए जो 2x2 मिमी की छलनी से गुजरने में सक्षम हों।
- गुणवत्ता: विषाक्त पदार्थों और अन्य पदार्थों की अनुपस्थिति जो खाद बनाने में बाधा डालते हैं।
बायोडिग्रेडेबल तकनीक
बायोडिग्रेडेबल तकनीक एक स्थापित तकनीक है जिसके उत्पाद पैकेजिंग, उत्पादन और चिकित्सा में कुछ अनुप्रयोग हैं।[12] व्यापक कार्यान्वयन के लिए मुख्य बाधा बायोडिग्रेडेबिलिटी और प्रदर्शन के बीच का समझौता है। उदाहरण के लिए, पारंपरिक सामग्रियों की तुलना में लैक्टाइड-आधारित प्लास्टिक के पैकेजिंग गुण निम्न स्तर के होते हैं।
ऑक्सो-बायोडिग्रेडेशन को CEN (यूरोपीय मानक संगठन) द्वारा "ऑक्सीडेटिव और कोशिका-मध्यस्थता वाली घटनाओं के परिणामस्वरूप होने वाला क्षरण, या तो एक साथ या क्रमिक रूप से" के रूप में परिभाषित किया गया है। हालांकि कभी-कभी इसे "ऑक्सो-फ्रैगमेंटेबल" और "ऑक्सो-डिग्रेडेबल" के रूप में वर्णित किया जाता है, ये शब्द केवल पहले या ऑक्सीडेटिव चरण का वर्णन करते हैं और ऐसी सामग्री के लिए उपयोग नहीं किए जाने चाहिए जो CEN द्वारा परिभाषित ऑक्सो-बायोडिग्रेडेशन की प्रक्रिया द्वारा विघटित होती है: सही विवरण "ऑक्सो-बायोडिग्रेडेबल" है। ऑक्सो-बायोडिग्रेडेबल फॉर्मूलेशन बायोडिग्रेडेशन प्रक्रिया को तेज करते हैं, लेकिन फॉर्मूलेशन के भीतर सामग्री को संतुलित करने के लिए काफी कौशल और अनुभव की आवश्यकता होती है ताकि उत्पाद को एक निर्धारित अवधि के लिए उपयोगी जीवन प्रदान किया जा सके, जिसके बाद क्षरण और बायोडिग्रेडेशन हो।[13]
बायोडिग्रेडेबल तकनीक का उपयोग विशेष रूप से जैव-चिकित्सा समुदाय द्वारा किया जाता है। बायोडिग्रेडेबल पॉलिमर को तीन समूहों में वर्गीकृत किया गया है: चिकित्सा, पारिस्थितिक और दोहरे अनुप्रयोग, जबकि उत्पत्ति के संदर्भ में उन्हें दो समूहों में विभाजित किया गया है: प्राकृतिक और सिंथेटिक।[14] क्लीन टेक्नोलॉजी ग्रुप सुपरक्रिटिकल कार्बन डाइऑक्साइड के उपयोग का लाभ उठा रहा है, जो कमरे के तापमान पर उच्च दबाव में एक विलायक है जो पॉलिमर दवा कोटिंग्स बनाने के लिए बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक का उपयोग कर सकता है। पॉलिमर (जिसका अर्थ है दोहराई जाने वाली संरचनात्मक इकाइयों वाले अणुओं से बनी सामग्री जो एक लंबी श्रृंखला बनाती है) का उपयोग शरीर में इंजेक्शन से पहले दवा को एनकैप्सुलेट करने के लिए किया जाता है और यह लैक्टिक एसिड पर आधारित है, जो एक ऐसा यौगिक है जो सामान्य रूप से शरीर में उत्पन्न होता है, और इस प्रकार इसे स्वाभाविक रूप से उत्सर्जित किया जा सकता है। कोटिंग को समय की अवधि में नियंत्रित रिलीज के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे आवश्यक इंजेक्शनों की संख्या कम हो जाती है और चिकित्सीय लाभ अधिकतम हो जाता है। प्रोफेसर स्टीव हॉडल का कहना है कि बायोडिग्रेडेबल पॉलिमर दवा वितरण में उपयोग के लिए विशेष रूप से आकर्षक हैं, क्योंकि शरीर में प्रवेश करने के बाद उन्हें किसी पुनर्प्राप्ति या आगे के हेरफेर की आवश्यकता नहीं होती है और वे घुलनशील, गैर-विषाक्त उप-उत्पादों में विघटित हो जाते हैं। विभिन्न पॉलिमर शरीर के भीतर अलग-अलग दरों पर विघटित होते हैं और इसलिए वांछित रिलीज दर प्राप्त करने के लिए पॉलिमर चयन को अनुकूलित किया जा सकता है।
अन्य बायोमेडिकल अनुप्रयोगों में बायोडिग्रेडेबल, इलास्टिक शेप-मेमोरी पॉलिमर का उपयोग शामिल है। बायोडिग्रेडेबल इम्प्लांट सामग्री का उपयोग अब विघटित होने वाले थर्मोप्लास्टिक पॉलिमर के माध्यम से न्यूनतम इनवेसिव सर्जिकल प्रक्रियाओं के लिए किया जा सकता है। ये पॉलिमर अब तापमान बढ़ने के साथ अपना आकार बदलने में सक्षम हैं, जिससे शेप मेमोरी क्षमताएं और आसानी से विघटित होने वाले टांके (sutures) संभव हो गए हैं। परिणामस्वरूप, इम्प्लांट अब छोटे चीरों के माध्यम से फिट हो सकते हैं, डॉक्टर आसानी से जटिल विकृति कर सकते हैं, और टांके और अन्य सामग्री सहायता सर्जरी पूरी होने के बाद स्वाभाविक रूप से बायोडिग्रेड हो सकते हैं।[15]
बायोडिग्रेडेशन बनाम कंपोस्टिंग
बायोडिग्रेडेशन के लिए कोई सार्वभौमिक परिभाषा नहीं है और कंपोस्टिंग की विभिन्न परिभाषाएं हैं, जिसके कारण शब्दों के बीच बहुत भ्रम पैदा हो गया है। उन्हें अक्सर एक साथ मिला दिया जाता है; हालाँकि, उनका अर्थ समान नहीं है। बायोडिग्रेडेशन बैक्टीरिया और कवक या अन्य जैविक गतिविधि जैसे सूक्ष्मजीवों द्वारा सामग्रियों का स्वाभाविक रूप से होने वाला विघटन है।[16] कंपोस्टिंग एक मानव-संचालित प्रक्रिया है जिसमें बायोडिग्रेडेशन परिस्थितियों के एक विशिष्ट सेट के तहत होता है। दोनों के बीच मुख्य अंतर यह है कि एक प्रक्रिया स्वाभाविक रूप से होती है और एक मानव-संचालित है।
जैव-निम्नीकरणीय (बायोडिग्रेडेबल) सामग्री ऑक्सीजन स्रोत के बिना (अवायवीय रूप से) कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और बायोमास में विघटित होने में सक्षम होती है, लेकिन इसकी समय-सीमा बहुत विशिष्ट रूप से परिभाषित नहीं है। इसी तरह, कंपोस्टेबल (खाद बनाने योग्य) सामग्री कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और बायोमास में टूट जाती है; हालाँकि, कंपोस्टेबल सामग्री अकार्बनिक यौगिकों में भी टूट जाती है। खाद बनाने (कंपोस्टिंग) की प्रक्रिया अधिक विशिष्ट रूप से परिभाषित है, क्योंकि यह मनुष्यों द्वारा नियंत्रित होती है। अनिवार्य रूप से, कंपोस्टिंग अनुकूलित परिस्थितियों के कारण एक त्वरित जैव-निम्नीकरण प्रक्रिया है।[17] इसके अतिरिक्त, कंपोस्टिंग का अंतिम उत्पाद न केवल अपनी पिछली अवस्था में लौटता है, बल्कि ह्यूमस नामक मिट्टी के लिए लाभकारी सूक्ष्मजीवों को भी उत्पन्न करता है और जोड़ता है। इस कार्बनिक पदार्थ का उपयोग भविष्य में स्वस्थ पौधे उगाने के लिए बगीचों और खेतों में किया जा सकता है। कंपोस्टिंग अधिक लगातार कम समय सीमा के भीतर होती है क्योंकि यह एक अधिक परिभाषित प्रक्रिया है और मानवीय हस्तक्षेप द्वारा इसे तेज किया जाता है। जैव-निम्नीकरण विभिन्न परिस्थितियों में अलग-अलग समय सीमा में हो सकता है, लेकिन इसका उद्देश्य मानवीय हस्तक्षेप के बिना स्वाभाविक रूप से होना है।
कंपोस्टिंग के भीतर भी, विभिन्न परिस्थितियाँ होती हैं जिनके तहत यह हो सकता है। कंपोस्टिंग के दो मुख्य प्रकार घरेलू बनाम व्यावसायिक हैं। दोनों ही पुन: उपयोग के लिए स्वस्थ मिट्टी का उत्पादन करते हैं - मुख्य अंतर इस बात में है कि कौन सी सामग्री प्रक्रिया में जा सकती है। घरेलू कंपोस्टिंग का उपयोग ज्यादातर खाद्य स्क्रैप और अतिरिक्त बगीचे की सामग्री, जैसे खरपतवार के लिए किया जाता है। व्यावसायिक कंपोस्टिंग मकई-आधारित प्लास्टिक और पेड़ की शाखाओं जैसी सामग्री के बड़े टुकड़ों जैसे अधिक जटिल पौधे-आधारित उत्पादों को तोड़ने में सक्षम है। व्यावसायिक कंपोस्टिंग प्रक्रिया शुरू करने के लिए ग्राइंडर या अन्य मशीन का उपयोग करके सामग्री के मैन्युअल विघटन के साथ शुरू होती है। चूंकि घरेलू कंपोस्टिंग आमतौर पर छोटे पैमाने पर होती है और इसमें बड़ी मशीनरी शामिल नहीं होती है, इसलिए ये सामग्रियां घरेलू कंपोस्टिंग में पूरी तरह से विघटित नहीं होंगी। इसके अलावा, एक अध्ययन ने घरेलू और औद्योगिक कंपोस्टिंग की तुलना और अंतर किया है, यह निष्कर्ष निकाला है कि दोनों के फायदे और नुकसान हैं।
निम्नलिखित अध्ययन ऐसे उदाहरण प्रदान करते हैं जिनमें कंपोस्टिंग को वैज्ञानिक संदर्भ में जैव-निम्नीकरण के एक उपसमुच्चय के रूप में परिभाषित किया गया है। पहला अध्ययन, "प्रयोगशाला परीक्षण सेटिंग में सिम्युलेटेड कंपोस्टिंग स्थितियों के तहत प्लास्टिक की जैव-निम्नीकरण क्षमता का आकलन," स्पष्ट रूप से कंपोस्टिंग को परिस्थितियों के एक समूह के रूप में जांचता है जो गिरावट की श्रेणी में आता है।[18] इसके अतिरिक्त, इस अगले अध्ययन ने रासायनिक और भौतिक रूप से क्रॉसलिंक्ड पॉलीलैक्टिक एसिड के जैव-निम्नीकरण और कंपोस्टिंग प्रभावों को देखा। विशेष रूप से कंपोस्टिंग और जैव-निम्नीकरण पर दो अलग-अलग शब्दों के रूप में चर्चा की गई। तीसरा और अंतिम अध्ययन पैकेजिंग उद्योग में जैव-निम्नीकरणीय और कंपोस्टेबल सामग्री के यूरोपीय मानकीकरण की समीक्षा करता है, फिर से शब्दों का अलग-अलग उपयोग करता है।
इन शब्दों के बीच का अंतर महत्वपूर्ण है क्योंकि अपशिष्ट प्रबंधन भ्रम के कारण लोग दैनिक आधार पर सामग्रियों का अनुचित निपटान करते हैं। जैव-निम्नीकरण तकनीक ने हमारे कचरे के निपटान के तरीके में बड़े पैमाने पर सुधार किया है; निपटान प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए अब कचरा, रीसाइक्लिंग और कंपोस्ट बिन मौजूद हैं। हालाँकि, यदि इन अपशिष्ट धाराओं को सामान्य रूप से और अक्सर भ्रमित किया जाता है, तो निपटान प्रक्रिया बिल्कुल भी अनुकूलित नहीं होती है।[19] जैव-निम्नीकरणीय और कंपोस्टेबल सामग्री विकसित की गई है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि अधिक मानवीय कचरा टूट सके और अपनी पिछली स्थिति में वापस आ सके, या कंपोस्टिंग के मामले में जमीन में पोषक तत्व भी जोड़ सके। जब एक कंपोस्टेबल उत्पाद को कंपोस्ट करने और लैंडफिल में भेजने के बजाय फेंक दिया जाता है, तो ये आविष्कार और प्रयास बर्बाद हो जाते हैं। इसलिए, नागरिकों के लिए इन शब्दों के बीच के अंतर को समझना महत्वपूर्ण है ताकि सामग्रियों का निपटान ठीक से और कुशलता से किया जा सके।
पर्यावरणीय और सामाजिक प्रभाव
अवैध डंपिंग से होने वाला प्लास्टिक प्रदूषण वन्यजीवों के लिए स्वास्थ्य जोखिम पैदा करता है। जानवर अक्सर प्लास्टिक को भोजन समझ लेते हैं, जिसके परिणामस्वरूप आंतों में उलझाव हो जाता है। धीरे-धीरे खराब होने वाले रसायन, जैसे पॉलीक्लोरिनेटेड बाइफिनाइल (PCBs), नोनिलफेनोल (NP), और प्लास्टिक में पाए जाने वाले कीटनाशक भी वातावरण में निकल सकते हैं और बाद में वन्यजीवों द्वारा निगले जा सकते हैं।[20]
ये रसायन मानव स्वास्थ्य में भी भूमिका निभाते हैं, क्योंकि दूषित भोजन का सेवन (जैव-आवर्धन और जैव-संचय नामक प्रक्रियाओं में) कैंसर,[21] न्यूरोलॉजिकल शिथिलता और हार्मोनल परिवर्तनों जैसे मुद्दों से जुड़ा हुआ है। हाल के दिनों में स्वास्थ्य को प्रभावित करने वाले जैव-आवर्धन का एक प्रसिद्ध उदाहरण मछली में पारा के खतरनाक रूप से उच्च स्तर के संपर्क में वृद्धि है, जो मनुष्यों में सेक्स हार्मोन को प्रभावित कर सकता है।
धीरे-धीरे खराब होने वाले प्लास्टिक, डिटर्जेंट, धातुओं और मनुष्यों द्वारा बनाए गए अन्य प्रदूषकों से होने वाले नुकसान को ठीक करने के प्रयासों में, आर्थिक लागत एक चिंता का विषय बन गई है। विशेष रूप से समुद्री कचरे को मापना और समीक्षा करना कठिन है।[22] विश्व व्यापार संस्थान के शोधकर्ताओं का अनुमान है कि सफाई पहलों की लागत (विशेष रूप से महासागर पारिस्थितिक तंत्र में) प्रति वर्ष तेरह बिलियन डॉलर के करीब पहुंच गई है। मुख्य चिंता समुद्री वातावरण से उत्पन्न होती है, जिसमें सबसे बड़े सफाई प्रयास महासागर में कचरे के पैच पर केंद्रित होते हैं। ग्रेट पैसिफिक गारबेज पैच, मेक्सिको के आकार का एक कचरा पैच, प्रशांत महासागर में स्थित है। इसका आकार दस लाख वर्ग मील से अधिक होने का अनुमान है। जबकि पैच में कचरे के अधिक स्पष्ट उदाहरण (प्लास्टिक की बोतलें, डिब्बे और बैग) शामिल हैं, छोटे माइक्रोप्लास्टिक्स को साफ करना लगभग असंभव है। नेशनल जियोग्राफिक की रिपोर्ट है कि और भी अधिक गैर-जैव-निम्नीकरणीय सामग्री कमजोर वातावरण में अपना रास्ता खोज रही है - प्रति वर्ष लगभग अड़तीस मिलियन टुकड़े।
जो सामग्री खराब नहीं हुई है, वह ट्यूब वर्म्स और बार्नकल जैसी आक्रामक प्रजातियों के लिए आश्रय के रूप में भी काम कर सकती है। जब पारिस्थितिकी तंत्र आक्रामक प्रजातियों के जवाब में बदल जाता है, तो निवासी प्रजातियां और संसाधनों का प्राकृतिक संतुलन, आनुवंशिक विविधता और प्रजातियों की समृद्धि बदल जाती है।[23] ये कारक शिकार और जलीय कृषि के तरीके में स्थानीय अर्थव्यवस्थाओं का समर्थन कर सकते हैं, जो परिवर्तन के जवाब में पीड़ित होते हैं। इसी तरह, तटीय समुदाय जो इकोटूरिज्म पर बहुत अधिक निर्भर हैं, प्रदूषण के निर्माण के कारण राजस्व खो देते हैं, क्योंकि उनके समुद्र तट या किनारे यात्रियों के लिए अब वांछनीय नहीं हैं। विश्व व्यापार संस्थान यह भी नोट करता है कि जो समुदाय अक्सर खराब जैव-निम्नीकरण के प्रभावों को सबसे अधिक महसूस करते हैं, वे गरीब देश हैं जिनके पास अपनी सफाई के लिए भुगतान करने का साधन नहीं है। एक सकारात्मक फीडबैक लूप प्रभाव में, उन्हें बदले में अपने स्वयं के प्रदूषण स्रोतों को नियंत्रित करने में परेशानी होती है।
"बायोडिग्रेडेबल" की व्युत्पत्ति
जैविक संदर्भ में बायोडिग्रेडेबल का पहला ज्ञात उपयोग 1959 में हुआ था जब इसे सूक्ष्मजीवों द्वारा सामग्री के हानिरहित घटकों में टूटने का वर्णन करने के लिए नियोजित किया गया था।[24] अब बायोडिग्रेडेबल आमतौर पर पर्यावरण के अनुकूल उत्पादों से जुड़ा होता है जो पृथ्वी के जन्मजात चक्रों जैसे कार्बन चक्र का हिस्सा हैं और प्राकृतिक तत्वों में वापस विघटित होने में सक्षम हैं।
नोट्स
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स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के “Biodegradation” लेख का अनुवाद। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Biodegradation यह अनुवाद स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।
