Metody sledování mikrobiální degradace bioplastů

Abstract

Plastics are among the most widespread materials of our time and serve as a fundamental building block of modern society. However, their resistance to degradation poses a serious environmental issue. One potential solution to mitigate the impact of plastic waste is the use of biodegradable bioplastics, although their decomposition often requires specific environmental conditions. This bachelor thesis focuses on plastics, bioplastics, their degradability, and particularly on the methods by which this degradability can be monitored. It describes approaches based on weight loss, gas production during microbial respiration, and structural changes in polymer chains. In the practical part, a laboratory experiment was conducted to study the decomposition of PLA in compost using stable carbon isotope analysis (δ13 C) to track the origin of the respired CO2. The results showed a significant shift in the δ13 C isotopic signal of CO2 from compost containing PLA compared to compost alone, confirming that part of the released carbon dioxide originated from biodegraded PLA. This method thus offers a novel approach for monitoring bioplastic degradation and may contribute to the development of more effective plastic waste management strategies. Keywords: bioplastics, biodegradability, PLA, carbon isotopes,...

Plasty patří mezi nejrozšířenější materiály současnost a základní stavební kámen naší společnosti, avšak jejich odolnost vůči rozkladu představuje závažný environmentální problém. Jednou z možných cest ke snížení dopadů plastového odpadu je využití biodegradabilních bioplastů, jejichž rozklad je však často podmíněn specifickými podmínkami prostředí. Tato bakalářská práce se zabývá plasty, bioplasty, jejich rozložitelností a zejména metodami, kterými lze tuto rozložitelnost pozorovat. Jsou popsány metody založené na úbytku hmotnosti, produkci plynů během mikrobiální respirace a změnách struktury polymerních řetězců. V praktické části byl realizován laboratorní experiment rozkladu PLA v kompostu s využitím izotopové analýzy stabilního uhlíku (δ13 C) pro sledování vyrespirovaného CO2. Výsledky ukázaly signifikantní změnu izotopového signálu δ13 C u respirací kompostu s PLA oproti respiraci samotného kompostu, což potvrzuje, že část vzniklého oxidu uhličitého skutečně pochází z biodegradovaného PLA. Tato metoda tak nabízí nový přístup k sledování rozkladu bioplastů a může přispět k budoucímu vývoji efektivnějších strategií nakládání s plastovým odpadem. Klíčová slova: bioplasty, biodegradabilita, PLA, izotopy uhlíku, mikroplasty