Increasing environmental concerns and the introduction of technologies based on renewable resources have stimulated the replacement of persistent petroleum-derived plastics with biodegradable plastics from biopolymers. As a consequence, a variety of products are currently manufactured from bioplastic, including carrier bags. This series of studies investigated the deterioration of carrier bags made with Mater-Bi (MB), a starch-based bioplastic, in soil, compost and two aquatic ecosystems, a littoral marsh and seawater. Results from the laboratory study indicated that bioplastic carrier bags were rapidly dete- riorated in soil and compost. After three months of incubation, weight loss of specimens was of 37% and 43% in soil and compost, respectively. Conversely, little deterioration was observed in specimens buried in soil under field conditions or exposed to water of a littoral marsh and of the Adriatic Sea. These findings were consistent with the greater number of bacteria and especially fungi capable of degrading MB that were recovered from soil and compost with respect to the two aquatic ecosystems. Considering that a variety of microbial isolates are capable of using MB as a source of carbon, a new alternative to recycle these MB-based carrier bags was explored. More specifically, starchy residues from bags were fermented by the fungus Rhizopus oryzae to produce up to 35 mg of lactic acid per g of bag residues.
Titre de l'article
Détérioration des sacs en bioplastique dans l'environnement et évaluation d'une alternative de recyclage
Détérioration des sacs en bioplastique dans l'environnement et évaluation d'une alternative de recyclage
Introduction à l'article
Depuis les années 70, les sacs plastiques en polyéthylène issus de l'industrie pétrochimique se sont répandus dans notre quotidien. Après leur utilisation, ils sont soit collectés et enfouis, soit perdus et se retrouvent dans les écosystèmes marins. Des solutions ont été proposées pour limiter leur impact telles que : réduire leur utilisation, les réutiliser, les recycler, ou utiliser des sacs à base de bio-polymères comme l'amidon. Des mesures législatives ont aussi été mises en place, comme depuis le 1er janvier 2011 en Italie, où ils sont interdits. Les sacs en bioplastiques sont donc de plus en plus répandus, néanmoins leur devenir et leur vitesse de dégradation dans les écosystèmes naturels doivent être évalués. En effet, cette étude se concentre sur la vitesse de dégradation des sacs plastiques en Matter-Bi à base d'amidon dans 4 écosystèmes (2 terrestres et 2 aquatiques). Le deuxième point abordé est l'évaluation d'une nouvelle approche pour le recyclage de ces sacs.
Depuis les années 70, les sacs plastiques en polyéthylène issus de l'industrie pétrochimique se sont répandus dans notre quotidien. Après leur utilisation, ils sont soit collectés et enfouis, soit perdus et se retrouvent dans les écosystèmes marins. Des solutions ont été proposées pour limiter leur impact telles que : réduire leur utilisation, les réutiliser, les recycler, ou utiliser des sacs à base de bio-polymères comme l'amidon. Des mesures législatives ont aussi été mises en place, comme depuis le 1er janvier 2011 en Italie, où ils sont interdits. Les sacs en bioplastiques sont donc de plus en plus répandus, néanmoins leur devenir et leur vitesse de dégradation dans les écosystèmes naturels doivent être évalués. En effet, cette étude se concentre sur la vitesse de dégradation des sacs plastiques en Matter-Bi à base d'amidon dans 4 écosystèmes (2 terrestres et 2 aquatiques). Le deuxième point abordé est l'évaluation d'une nouvelle approche pour le recyclage de ces sacs.
Expériences de l'article
1- Évaluation de la déterioration
Des pièces de 15x15 cm de sacs sont stérilisées par UV et disposées dans 4 écosystèmes :
2- Recyclage
Les sacs sont réduits en poudre, puis inoculés de spores de Rhizopus oryzae. Après 6 jours, les auteurs mesurent la production d'acide lactique sur 3 réplicats et un témoin à base de farine de maïs.
1- Évaluation de la déterioration
Des pièces de 15x15 cm de sacs sont stérilisées par UV et disposées dans 4 écosystèmes :
2- Recyclage
Les sacs sont réduits en poudre, puis inoculés de spores de Rhizopus oryzae. Après 6 jours, les auteurs mesurent la production d'acide lactique sur 3 réplicats et un témoin à base de farine de maïs.
Résultats de l'article
1- La détérioration la plus rapide a été mesurée dans le compost puis dans le sol en conditions contrôlées, où les films ont perdu respectivement 43% et 37% de leur masse initiale avec une diminution de leur propriétés mécaniques. Alors que, in situ dans le sol agricole la dégradation est plus lente. Dans l'eau douce en laboratoire et in situ et dans l'eau de mer en laboratoire la dégradation au bout de 3 mois est de 1,5% . En revanche, in situ grâce aux courants et au soleil la dégradation est plus rapide.
Il y a une corrélation entre la quantité de microorganismes capables de dégrader le bioplastique et la détérioration, qui est principalement induite par les champignons filamenteux, ce qui explique la faible dégradation dans l'eau. De plus le bioplastique affecte la taille de la population des organismes détériorant la matière et la composition de la communauté.
2- Ils ont pu mesurer une production d'acide lactique de 38 mg.g-1 de bio-plastique
1- La détérioration la plus rapide a été mesurée dans le compost puis dans le sol en conditions contrôlées, où les films ont perdu respectivement 43% et 37% de leur masse initiale avec une diminution de leur propriétés mécaniques. Alors que, in situ dans le sol agricole la dégradation est plus lente. Dans l'eau douce en laboratoire et in situ et dans l'eau de mer en laboratoire la dégradation au bout de 3 mois est de 1,5% . En revanche, in situ grâce aux courants et au soleil la dégradation est plus rapide.
Il y a une corrélation entre la quantité de microorganismes capables de dégrader le bioplastique et la détérioration, qui est principalement induite par les champignons filamenteux, ce qui explique la faible dégradation dans l'eau. De plus le bioplastique affecte la taille de la population des organismes détériorant la matière et la composition de la communauté.
2- Ils ont pu mesurer une production d'acide lactique de 38 mg.g-1 de bio-plastique
Ce que cet article apporte au débat
Avec l'augmentation de la production de sacs en bioplastique, ils seront de plus en plus retrouvés dans les écosystèmes naturels. Cette étude montre premièrement, que les expériences en laboratoire surestiment la vitesse de dégradation de ces sacs. Or les organismes de certification utilisent les valeurs mesurées en laboratoire, ce qui pose question sur les méthodes utilisées pour évaluer la détérioration des bioplastiques dans les écosystèmes naturels.
Le deuxième point est que les sacs en bioplastique ont une vitesse de dégradation beaucoup plus lente dans les écosystèmes aquatiques, alors qu'une grande partie des sacs perdus se retrouvent dans ces écosystèmes. Les sacs à base d'amidon ne semblent pas être une bonne solution.
Finalement, la production d'acide lactique par R. oryzae, permettrait de recycler ces sacs en autres produits en bio-plastique (e.g. ceux en poly(acide lactique) (PLA)).
Avec l'augmentation de la production de sacs en bioplastique, ils seront de plus en plus retrouvés dans les écosystèmes naturels. Cette étude montre premièrement, que les expériences en laboratoire surestiment la vitesse de dégradation de ces sacs. Or les organismes de certification utilisent les valeurs mesurées en laboratoire, ce qui pose question sur les méthodes utilisées pour évaluer la détérioration des bioplastiques dans les écosystèmes naturels.
Le deuxième point est que les sacs en bioplastique ont une vitesse de dégradation beaucoup plus lente dans les écosystèmes aquatiques, alors qu'une grande partie des sacs perdus se retrouvent dans ces écosystèmes. Les sacs à base d'amidon ne semblent pas être une bonne solution.
Finalement, la production d'acide lactique par R. oryzae, permettrait de recycler ces sacs en autres produits en bio-plastique (e.g. ceux en poly(acide lactique) (PLA)).
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