Il processo di biodegradazione è fondamentale nell’ambiente per la trasformazione di sostanze chimiche organiche in composti più semplici. Questo processo è mediato principalmente da microrganismi come batteri, lieviti e funghi, che svolgono un ruolo cruciale nel riciclo degli elementi biologicamente essenziali all’interno dei cicli biogeochimici terrestri, utilizzando gli enzimi come catalizzatori per la conversione delle sostanze chimiche in prodotti finali.
Fasi della Biodegradazione
Fase Aerobica
Durante la fase aerobica, gli enzimi e le sostanze chimiche di decomposizione agiscono come catalizzatori per il biofilm che ricopre i materiali plastici. Questa fase comporta un accumulo di umidità che, insieme agli additivi presenti nella plastica, provoca un rigonfiamento e l’indebolimento dei legami polimerici. Ciò fornisce spazio per la crescita microbica e avvia la degradazione aerobica con la conversione dell’ossigeno in CO2.Fase Anaerobica
Quando le concentrazioni di ossigeno diminuiscono a sufficienza, iniziano i processi anaerobici. Le colonie microbiche interagiscono con il particolato dei materiali plastici e, attraverso un processo enzimatico, riducono i polimeri in monomeri più semplici. Successivamente, i monomeri vengono convertiti in acidi grassi con produzione rapida di CO2. Fase Instabile Anaerobica
Durante questa fase, le colonie microbiche continuano a crescere, digerendo la catena polimerica e creando spazi molecolari sempre più grandi. Si verifica l’acetogenesi, che converte gli acidi grassi in acido acetico, anidride carbonica e idrogeno. Con il progredire del processo, la produzione di CO2 diminuisce e cessa la produzione di idrogeno. Fase Stazionaria Anaerobica
La fase finale della decomposizione coinvolge la metanogenesi, dove gli acetati vengono convertiti in metano, anidride carbonica e l’idrogeno viene consumato. Questo processo continua fino a quando l’elemento rimanente è umus, un terreno altamente nutritivo che migliora l’ambiente per i microbi e favorisce la fase finale di decomposizione. La comprensione di queste fasi è essenziale per valutare l’impatto ambientale dei materiali plastici e sviluppare strategie per migliorare la biodegradabilità degli stessi. Infatti, trovare soluzioni per accelerare e favorire la biodegradazione dei materiali può contribuire significativamente alla riduzione dell’inquinamento ambientale e alla promozione di pratiche sostenibili.