بررسي عوامل مؤثر بر تخريب زيستي زباله هاي پليمري حاصل از بسته بندي مواد غذايي

كارشناسي ارشد

پليمرهاي پلي¬اتيلن ترفتالات و پلي¬اتيلن با چگالي بالا ازجمله فراوان‌ترين زباله‌هاي پليمري سنتزي رهاشده در محيط‌زيست مي‌باشند و تخريب آن¬ها در شرايط محيطي مشابه محيط¬هاي تجمع زباله¬ها مانند سطح و عمق خاك و در محيط¬هاي آبي ساكن و جاري حائز اهميت است. به دليل زيست‌تخريب‌پذير نبودن اين پليمرها، از روش¬هايي همچون حرارت¬ دهي و پرتودهي با پرتو فرابنفش براي تسهيل اين فرآيند پيش از تخريب ميكروبي استفاده مي¬شود. در اين تحقيق به تخريب ميكروبي دو نوع پليمر مذكور پيش¬تيمارشده با حرارت و پرتو فرابنفش، با چهار نوع قارچ پوساننده چوب از گونه¬هاي بومي و چهار نوع مخلوط ميكروبي در دو فاز مايع و/يا خاك مورد بررسي قرار گرفت. اين تحقيق در دو مرحله كلي انجام شد: مرحله اول جداسازي مخلوط ميكروبي مناسب و سازگاري و تجزيه زيستي پليمرها در دو فاز مايع و خاك با منابع كربني كمكي فنل و/يا هگزادكان و مرحله دوم استفاده از ميكروب¬هاي سازگارشده براي تجزيه زيستي پليمرها. در طي فرآيند مرحله اول، رشد ميكروارگانيسم¬ها توسط روش¬هاي دانسيته نوري، كلوني شماري و اندازه¬گيري pH مورد بررسي قرار گرفت و در انتهاي آن ميزان تخريب زيستي كمي و كيفي نمونه¬هاي پليمري با روش¬هاي SEM، FTIR، اندازه¬گيري زاويه تماس و كاهش وزن مورد ارزيابي قرار گرفت و برمبناي آن ميكروارگانيسم¬هاي مؤثر تعيين شد. در مرحله دوم، به منظور بررسي ميزان تخريب پليمري توسط ميكروارگانيسم¬هاي سازگارشده از مرحله قبل، دو سامانه خاك و مايع (با هوادهي مستقيم) بدون استفاده از منبع كربني كمكي و با افزايش دو برابري عمق خاك به مدت 6 ماه مورد بررسي قرار گرفت. نتايج SEM ايجاد پوسيدگي سطحي و حفره و شكاف در سطح پليمرها را تاييد مي¬كند و در نمونه‌هاي شاهد، سطح صاف و بدون تغيير باقي ماند. تشكيل يا حذف گروه¬هاي عاملي جديد ازجمله هيدروكسيل¬ها و كربونيل¬ها برخلاف نمونه‌هاي شاهد، در عدد موج‌هاي ناحيه‌ي 3000 و 1-cm1700 به دليل اعمال پيش¬تيمارها و تخريب ميكروبي توسط FTIR قابل تشخيص است. كاهش زاويه تماس كه بيانگر آب¬دوستي سطح است، به ميزان كمتر از 5 درجه توسط پيش¬تيمارها و تا 30 درجه توسط تيمار با ميكروارگانيسم¬هاي مختلف اتفاق افتاد. در مرحله اول، بيشينه ميزان كاهش وزن پلي¬اتيلن ترفتالات و پلي¬اتيلن با چگالي بالا در فاز مايع با هوادهي غيرمستقيم 2/60 و 7/37%، با هوادهي مستقيم 41 و 5/60% و در فاز خاك 19 و 9/18% به ترتيب بدست آمد. در مرحله دوم و با ميكروارگانيسم¬هاي سازگارشده، بيشترين ميزان تخريب به ترتيب براي پلي¬اتيلن ترفتالات و پلي¬اتيلن با چگالي بالا برابر 9/58 و 5/68% در فاز مايع توسط لجن فعال نوع 1 و 2 و به ترتيب 5/5 و 4/22% در فاز خاك توسط ميكروارگانيسم-هاي منبع خاك قيرآلود حاصل شد. براساس بررسي¬هاي سينتيكي انجام شده، مدل لجستيك بر داده¬هاي حاصل انطباق خوبي دارد. همچنين با محاسبه¬ي حداكثر شدت رشدهاي ويژه و مقايسه با ميزان كاهش وزن¬ها مشخص شد بين ميزان تخريب زيستي و ميزان شدت رشد ميكروارگانيسم¬ها رابطه¬ي مستقيم وجود دارد.

206743

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي شيمي-بيوتكنولوژي

دكتر پريسا حجازي