نشریه محیط زیست طبیعی

ارزیابی تجزیه‌ی پارچه‌ی ریون تحت شرایط کمپوست‌سازی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران

چکیده

حجم پسماندهای پارچه‌ای تولید شده در سراسر جهان دائما درحال‌افزایش است. بخش قابل توجهی از این پسماندها دارای قابلیت بازیافت‌شدن یا تبدیل‌شدن‌ به کمپوست می‌باشند اما در کشور ما، برای مدیریت پسماند‌های پارچه‌ای، راهی جز سوزاندن و دفن وجود ندارد. در بین انواع پارچه‌ها، برخی دارای قابلیت زیست‌تخریب‌پذیری بیشتری می‌باشند و می‌‌توانند تحت شرایط مناسب، با سرعت قابل‌قبول تجزیه شوند. در این پژوهش قابلیت تجزیه‌ی پارچه‌های ریون، تحت شرایط کمپوست‌سازی مورد بررسی قرار گرفت. در طول فرآیند کمپوست‌سازی، دما، رطوبت و هوادهی تحت کنترل بوده و در زمان‌های مشخص، از پارچه‌ها نمونه برداری شد و تغییرات برخی پارامتر‌های عملیاتی نظیر دما، رطوبت و pH مورد بررسی قرار گرفت. تغییرات ساختار و مورفولوژی پارچه‌ها قبل و بعد از تجزیه، به‌وسیله‌ی طیف FTIR و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد و در پایان فرآیند، با اندازه‌گیری کاهش وزن ناشی از تبدیل مواد آلی توسط میکرو ارگانیسم‌ها، میزان تجزیه‌ی این پارچه‌ها ارزیابی شد. در آخر درجه‌ی بالغ‌شدن کمپوست حاصل نیز به‌وسیله‌ی آزمون جوانه‌زنی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج این بررسی‌ها، تغییرات در پیوندهای هیدروژنی موجود در زنجیره‌های سلولزی پارچه‌ی ریون را نشان داد. با توجه به درصد کاهش وزن نمونه‌ها در انتهای آزمون، پارچه‌ی ریون دارای قابلیت تجزیه تحت شرایط کمپوست‌سازی می‌باشد و نتایج آزمون جوانه‌زنی نشان داد که کمپوست حاصل، از نظر بالغ شدن در سطح قابل قبولی قرار دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of the disintegration of rayon fabric under composting conditions

نویسندگان [English]

  • MohammadJavad Esmaeilzade
  • Abbas Rashidi

Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Mazandaran, Babolsar, Iran

چکیده [English]

The volume of fabric wastes throughout the world is constantly increasing. A significant proportion of these wastes are recoverable or compostable, but in our country there is no other way of burning and landfilling for the management of these wastes. Among the various types of fabrics, some have greater biodegradability and can be decomposed at the acceptable rates under controlled conditions. In this study, the disintegration of rayon fabric was investigated under composting conditions. During the composting process, temperature, moisture and aeration were controlled and by sampling at the certain times, changes in some operating parameters such as temperature, moisture and pH were investigated. Structural and morphological changes of the linen fabric before and after disintegration were investigated by FTIR spectra and scanning electron microscopy (SEM). At the end of the process, by measuring the weight loss due to organic matter conversion, the disintegration of this fabric was evaluated and the maturation of resulting compost was investigated by a germination test. The results revealed the breakdown of hydrogen bonds in the fabric. The samples weight loss at the end of the test showed that the rayon fabric is biodegradable under composting conditions, and due to the germination test, the resulting compost maturity is at the acceptable level.

کلیدواژه‌ها [English]

  • biodegradability
  • composting
  • rayon fabric
Arshad, K., Skrifvars, M., Vivod, V., Valh, J., Voncina, B., 2014. Biodegradation of natural textile materials in soil. Tekstilec, 57(2), 118-132.
Behera, A. K., Avancha, S., Basak, R. K., Sen, R., Adhikari, B., 2012. Fabrication and characterizations of biodegradable jute reinforced soy based green composites. Carbohydrate polymers, 88(1), 329-335.
Bhat, G., Parikh, D., 2010. Biodegradable materials for nonwovens. Applications of nonwovens in technical textiles, 46-61.
Desai, A. J., Pandey, S. N., 1971. Microbial degradation of cellulosic textiles. J Sci Indus Res, 30, 598-606.
EN 14806., 2005. Packaging- Preliminary evaluation of the disintegration of packaging materials under simulated composting conditions in a laboratory scale test. BSI.
Gigliotti, G., Proietti, P., Said-Pullicino, D., Nasini, L., Pezzolla, D., Rosati, L., Porceddu, P. R., 2012. Co-composting of olive husks with high moisture contents: organic matter dynamics and compost quality. International biodeterioration & biodegradation, 67, 8-14.
Hassanvand, M. S., Nabizadeh, R., & Heidari, M., 2008. Municipal solid waste analysis in Iran. Iranian Journal of Health and Environment, 1(1), 9-18.
Hu, Z., Lane, R., Wen, Z., 2009. Composting clam processing wastes in a laboratory-and pilot-scale in-vessel system. Waste Management, 29(1), 180-185.
INSO 17189., 2014. Packaging- Evaluation of the ultimate aerobic biodegradability and disintegration of packaging materials under controlled composting conditions- Method by analysis of released carbon dioxide. (in Persian)
INSO 17189., 2014. Packaging- Preliminary evaluation of the disintegration of packaging materials under simulated composting conditions in a laboratory scale test. (in Persian)
Khasbaatar, D., Choi, U. S., 2014. Fourier Transform Infrared Spectroscopy Study on Cation adsorption on Viscose Rayon Succinate. Mongolian Journal of Chemistry, 12, 136-141.
Klemenčič, D., Simončič, B., Tomšič, B., Orel, B., 2010. Biodegradation of silver functionalised cellulose fibres. Carbohydrate polymers, 80(2), 426-435.
Kopčić, N., Domanovac, M. V., Kučić, D., Briški, F., 2014. Evaluation of laboratory-scale in-vessel co-composting of tobacco and apple waste. Waste management, 34(2), 323-328.
Kumar, M., Ou, Y. L., Lin, J. G., 2010. Co-composting of green waste and food waste at low C/N ratio. Waste Management, 30(4), 602-609.
Li, L., Frey, M., Browning, K. J., 2010. Biodegradability Study on Cotton and Polyester Fabrics. Journal of Engineered Fabrics & Fibers (JEFF), 5(4).
Mohanty, A. K., Khan, M. A., Hinrichsen, G., 2000. Surface modification of jute and its influence on performance of biodegradable jute-fabric/Biopol composites. Composites Science and Technology, 60(7), 1115-1124.
Park, C. H., Kang, Y. K., Im, S. S., 2004. Biodegradability of cellulose fabrics. Journal of Applied Polymer Science, 94(1), 248-253.
Pumure, I., Ford, S., Shannon, J., Kohen, C., Mulcahy, A., Frank, K., Chaukura, N., 2015. Analysis of ATR-FTIR Absorption-Reflection Data from 13 Polymeric Fabric Materials Using Chemometrics. American Journal of Analytical Chemistry, 6(04), 305.
Salerno-Kochan, R., Szostak-Kotowa, J., 2001. Biodegradation of cellulose textiles. Fibres & Textiles in Eastern Europe, 9(3), 69-72.
Sun, Z. Y., Zhang, J., Zhong, X. Z., Tan, L., Tang, Y. Q., Kida, K., 2016. Production of nitrate-rich compost from the solid fraction of dairy manure by a lab-scale composting system. Waste Management, 51, 55-64.
Sundberg, C., Yu, D., Franke-Whittle, I., Kauppi, S., Smårs, S., Insam, H., Jönsson, H., 2013. Effects of pH and microbial composition on odour in food waste composting. Waste Management, 33(1), 204-211.
Tomšič, B., Simončič, B., Orel, B., Vilčnik, A., Spreizer, H., 2007. Biodegradability of cellulose fabric modified by imidazolidinone. Carbohydrate polymers, 69(3), 478-488.
Vakili, M., Rafatullah, M., Ibrahim, M. H., Salamatinia, B., Gholami, Z., Zwain, H. M., 2015. A review on composting of oil palm biomass. Environment, development and sustainability, 17(4), 691-709.
Vroman, I., Tighzert, L., 2009. Biodegradable polymers. Materials, 2(2), 307-344.
Warnock, M., Davis, K., Wolf, D., Gbur, E., 2009. Biodegradation of three cellulosic fabrics in soil. Summ Ark Cotton Res, 208-211.
Zucconi, F., Pera, A., Forte, M., De Bertoldi, M. A. R. C., 1981. Evaluating toxicity of immature compost. BioCycle (USA), 22, 54-57.
نشریه محیط زیست طبیعی
دوره 71، شماره 4
دی 1397
صفحه 425-436