Biodegradazione
Inchimica ambientale,labiodegradazioneè la degradazione di uncomposto(a prescindere che sia di origine naturale o sintetico) attraverso processienzimatici,[1]in genere per azione dimicrorganismiqualibatteri efunghi.Un materiale che è suscettibile di attacco enzimatico è dettobiodegradabile.La biodegradazione interessa i composti a base di carbonio a basso stato diossidazione,studiati dallachimica organica.
La biodegradazione, se è completa, porta il carbonio organico del composto a carbonio inorganico, studiato dallachimica inorganica.In questo caso si parla di biodegradazione ultima, in quanto i prodotti finali di tale processo sono sostanze stabili che non possono essere degradate ulteriormente. Altrimenti nel caso di degradazione non completa, detta primaria, si ha una trasformazione del composto originario in molecole meno complesse ma non ancora portate allo stato inorganico.
La biodegradazione riveste un ruolo fondamentale nel mantenere l'equilibrio ecologico degli ecosistemi ed in generale delpianetain quanto permette di reimmettere il carbonio organico, fissato durante lafotosintesi,nel ciclobiogeochimicodel carbonio come carbonio minerale (anidride carbonica).
Il termine "biodegradabile" è spesso confuso con "compostabile", dove quest'ultimo termine implica che la biodegradazione avvenga sotto particolari condizioni associate al processo dicompostaggio.
Storia
[modifica|modifica wikitesto]Sebbene il concetto di "biodegradabilità" fosse noto già nel 1926, quando il ricercatore franceseMaurice Lemoignescoprì la primabioplastica(ilPoli-β-idrossibutirratoo PHB, biodegradabile dal batterioBacillus megaterium)[2],l'uso del termine "biodegradabile" è attestato per la prima volta in un libro del 1961 sulla microbiologia industriale.[3]
Nel 1989, in seguito aldisastro petroliferodella petrolieraExxon Valdez,inAlaska,furono utilizzati fertilizzanti allo scopo di accelerare la crescita dei batteri presenti nella zona, promuovendo in questo modo il naturale processo di biodegradazione del petrolio.[4]
Meccanismo
[modifica|modifica wikitesto]
A seconda del caso specifico, la biodegradazione può avvenire per via aerobica (cioè in presenza di ossigeno) o anaerobica (cioè in assenza di ossigeno). Inoltre può avvenirein vivooin vitro.[1]
Nel caso più comune il materiale biodegradabile è costituito dasostanze organicheche fungono da nutriente per i microorganismi. In particolare, la biodegradazione di ciascun composto chimico, quando è possibile, avviene per mezzo di un particolare microorganismo.[4]Alcuni microrganismi possono essere inoltremodificati geneticamentein modo da biodegradare una particolare sostanza.[4]
Attraverso la biodegradazione tali sostanze organiche, che possono essere generate direttamente o indirettamente dallafotosintesi,vengono convertite in sostanze inorganiche. La biodegradazione svolge dunque una funzione inversa a quella della fotosintesi e dei successivi processi biosintetici che danno origine allabiomassa.Mentre la fotosintesi produce molecole organiche a partire da molecole inorganiche, la biodegradazione riduce le sostanze di partenza in costituenti via via più semplici[5](comeanidride carbonica,acquaeammoniaca[6]) per infine riportarle eventualmente ad uno stadio inorganico. In questo caso si parla di "mineralizzazione".
Il fenomeno della biodegradazione è molto importante per l'ambiente,che deve liberarsi dai rifiuti e dalle scorie per far posto alla nuova vita. Gli alberi, le piante, le alghe, ossia tutti gli organismi fotosintetici, grazie al sole sono in grado di assorbire l'anidride carbonicapresente nell'atmosfera ed utilizzarla per sintetizzare zuccheri, molecole organiche alla base di tutte le numerosissime sostanze organiche presenti nellabiosfera.
Tramite lacatena alimentare,il flusso di sostanze e di energia passa dalle piante (produttori) agli erbivori (consumatoriprimari) e da questi ai carnivori (consumatori secondari). Questo meccanismo si incepperebbe velocemente, però, se non esistesse la possibilità inversa, cioè quella che permette di liberare anidride carbonica a partire dalla materia organica morta, assicurando la circolazione di materia. Quindi il processo di biodegradazione ha, nell'equilibrio naturale, pari dignità al processo della fotosintesi di cui rappresenta l'esito e nello stesso tempo la partenza. La biodegradazione è attuata daidecompositori,microrganismi (funghi,batteri,protozoi) che crescono sulla materia organica morta, ossia sui rifiuti prodotti dall'ecosistema.
Materiali biodegradabili
[modifica|modifica wikitesto]Perché un composto possa essere considerato "biodegradabile" è necessario che in natura esista un microrganismo in grado didecomporre,assimilareed infine mineralizzare il materiale.
I materiali organici di origine naturale sono biodegradabili mentre i materiali di origine sintetica possono essere resistenti alla biodegradazione.
Materiali non biodegradabili
[modifica|modifica wikitesto]Un materiale "non biodegradabile" non è suscettibile all'azione degli enzimi microbici. Pertanto la degradazione di questi composti avviene solo a causa di degradazione abiotica quali la fotodegradazione o la idrolisi. In genere tali materiali hanno unimpatto ambientalenegativo in quanto persistono per tempi lunghi e sono pertanto consideratiinquinanti.
Le sostanze non biodegradabili più comuni sono la maggior parte delle materie plastiche, che sono formate principalmente dalcarbonio,l'idrogenoe l'ossigeno.
Utilizzi
[modifica|modifica wikitesto]Il processo di biodegradazione può essere utilizzato su larga scala allo scopo di abbattere il quantitativo di sostanze tossiche presenti in siti contaminati, quali possono essere ad esempio le discariche o zone interessate da sversamenti petroliferi.[4]
Note
[modifica|modifica wikitesto]- ^ab(EN)IUPAC Gold Book, biodegradation
- ^Enciclopedia Britannica - bioplastic
- ^(EN) Allan Metcalf, David K. Barnhart,America in So Many Words: Words That Have Shaped America,Houghton Mifflin Harcourt, 1999, p. 258.,ISBN 0547563299.
- ^abcd(EN)Encyclopedia.com - biodegradation
- ^Dizionario Sabatini Coletti - biodegradazione
- ^(EN)Glossary of Environment Statistics - biodegradation
Voci correlate
[modifica|modifica wikitesto]Altri progetti
[modifica|modifica wikitesto]
Wikimedia Commonscontiene immagini o altri file subiodegradazione
Collegamenti esterni
[modifica|modifica wikitesto]- (EN)biodegradation,suEnciclopedia Britannica,Encyclopædia Britannica, Inc.
| Controllo di autorità | Thesaurus BNCF74363·LCCN(EN)sh85014130·GND(DE)4313252-2·J9U(EN,HE)987007282567405171 |
|---|
