Biodegradability of PLA and PET based plastics in soil

Abstract

Plastikler, sağladıkları avantajlar nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Plastik birikim problemiyle başa çıkmak için, biyobozunma ve biyoplastik terimi umut verici görünmektedir. Bu çalışma, benzer kullanım alanları olan iki tür polimerin biyolojik olarak parçalanma özellklerini incelemektedir. Bu iki polimer biyolojik olarak parçalandığı bilinen polilaktit asit (PLA) ve yaygın olarak kullanılan polietilen tereftalat (PET)'dır. Bu çalışmada biyolojik bozulmayı gözlemlemek için ASTM D5988 – 12 Standart Test Yöntemi takip edilerek toprağa gömme deneyi gerçekleştirilmiştir.Seçilen plastik numuneler, mikroorganizma bakımından zengin toprağa gömülmüştür. Test yöntemi, seçilen plastik malzemelerin aerobik biyobozunurluğunun belirlenmesinden oluşur. Bu amaçla, mikroorganizmalar tarafından ortama salınan karbondioksit ölçülür ve zamanın bir fonksiyonu olarak biyobozunurluk ortaya çıkar. PLA bazlı numuneler, 190 günlük toprak gömme testinin sonunda % 1.0775 biyobozunurluk gösterirken, PET bazlı numuneleri % 0.3683 biyobozunurluk göstermiştir. Deneyin çevresel koşullarından emin olmak ve biyolojik bozunma testinde toprağın yeterince verimli olduğunu kanıtlamak için testte pozitif referans materyali kullanılmıştır. Pozitif referans materyali, deney sonunda % 100 biyobozunma göstererek deneyin gereken koşullarda yapıldığını göstermiştir. Mikroorganizma tarafından kullanılan karbon miktarı, gömülü polimerin biyolojik bozunma eğilimini gösterir. Bu çalışma, sadece geleneksel plastiklerin değil, aynı zamanda seçilen biyoplastiğin de çevresel koşullara ve mikrobiyal saldırılara karşı çok dirençli olduğunu ortaya koymuştur. Bu çalışma ile plastiklerin doğal ortama gelişigüzel atılmaması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır.

Plastics are widely used because of their advantages. In order to deal with the plastic accumulation problem, the term biodegradation and developing technology bioplastic seems to be promising for this problem. This study investigates the change in biodegradation potentials for biodegradable polylactide acid (PLA) and conventional polyethene terephthalate (PET) polymer. These two types of polymers have similar uses in industry. Soil burial experiment was conducted by following the Standard Test Method ASTM D5988 – 12 to observe evaluation and compare the biodegradability of two plastic types. Plastic samples were buried in the soil, which is the source of matrix and inoculum. The test method consists of determining the aerobic biodegradability of the selected plastic materials. For this purpose, the carbon dioxide generated by the microorganisms was measured and biodegradability was revealed as a function of time. PLA based and PET based plastic samples showed 1.0775 % and 0.3683 % biodegradation respectively at the end of the experiment which last 190 days. In order to be sure about the environmental conditions, positive reference material was used in the test. It also proves that the soil is fertile enough for a biodegradation test. Positive reference material showed 100% biodegradation and demonstrated that test is conducted in the required conditions. The amount of carbon which was used by the microorganism indicated the biodegradation tendency of the buried polymer. This study revealed that not only conventional plastics but also selected bioplastic were very resistant to the environmental conditions and microbial attack.