Aerobic biodegradation of calcium carbonate filled polyethylene film containing pro-oxidant additives

Abstract

Zkoumání byly podrobeny dva vzorky nízkohustotního polyetylenu (ve formě tenkých filmů), které obsahovaly proxidanty. Jeden z těchto vzorků navíc obsahoval jemně namletý uhličitan vápenatý jako plnivo. Oba vzorky byly podrobeny termální oxidaci. V případě vzorku s plnivem byla oxidace značně bržděna. Následně byla zkoumána schopnost biodegradace předoxidovaných vzorků po dobu 40 a 80 dnů. Přibližně po 16-ti měsíčním pokusu v půdě při teplotě 25°C dosáhla mineralizace u předoxidovaného vzorku (40 dnů) obsahujícího plnivo 13% a u předoxidovaného vzorku (80 dnů) obsahující taktéž plnivo 16%. Za stejných podmínek probíhala biodegradace také v kompostu při teplotě 58 °C a zde bylo dosaženo 19% mineralizace. Vzorky polyethylenu, které neobsahovaly plnivo dosáhly po 13 měsíčním pokusu mineralizace ze 7% v půdě a po 8 měsících v kompostu byly vzorky zmineralizovány ze 23%. Oba typy vzorků byly poté prozkoumány skenovací elektronovou mikroskopií, která potvrdila přítomnost mikroorganismů na jejich povrchu. Z těchto výsledků je tedy patrné, že polyethylen je materiálem částečně biodegradovatelným.

Two low density polyethylene films, which contained pro-oxidant additives, where investigated, one of them containing micro-milled calcium carbonate filler. Both materials were subjected to controlled thermal oxidation, the oxidation was obviously retarded in the filler-containing sample. Following this, the biodegradability of samples pre-oxidized for 40 and 80 days was investigated. The levels of carbon mineralization reached 13% and 16% for the 40 and 80 days pre-oxidized polyethylene containing filler, respectively, after approximately 16 months in a soil environment at 25 °C, and both types of sample were mineralized to about 19% in compost environment at 58 °C during the same period. The sample not containing filler was mineralized to about 7% in soil after 13 months, and about 23%, after 8 months in compost. Scanning electron microscopy revealed dense colonization of the sample surfaces in both soil and compost. The data presented here provide clear quantitative evidence that part of the polyethylene material was biodegraded.