مواد حيوية المنشأ

المادة الحيوية هي مادة مصنوعة عمداً، كلياً أو جزئياً، من مواد مشتقة من كائنات حية (أو كانت حية في السابق ) ، [ 1 ] مثل النباتات والحيوانات والإنزيمات والكائنات الدقيقة ، بما في ذلك البكتيريا والفطريات والخميرة . [ 2 ] [ 3 ]

نظراً لخصائصها الرئيسية المتمثلة في كونها متجددة وقدرتها على تخزين الكربون أثناء نموها، فقد ساهمت السنوات الأخيرة في ازدياد شعبيتها كبديل فعال مقارنة بالمواد التقليدية في مجال التخفيف من آثار تغير المناخ. [ 4 ]

في السياق الأوروبي، وتحديدًا في الاتحاد الأوروبي الذي حدد عام 2050 هدفًا لتحقيق الحياد المناخي ، [ 5 ] يسعى الاتحاد إلى تطبيق، من بين تدابير أخرى، إنتاج واستخدام المواد الحيوية في قطاعات متنوعة. في الواقع، تُشدد العديد من اللوائح الأوروبية، مثل الاستراتيجية الصناعية الأوروبية، [ 6 ] ومبادرة الاتحاد الأوروبي للتكنولوجيا الحيوية والتصنيع الحيوي ، [ 7 ] وخطة العمل الدائرية، [ 8 ] على أهمية المواد الحيوية. تهدف هذه اللوائح إلى دعم الابتكار والاستثمار وتبني السوق للمواد الحيوية، مع تعزيز الانتقال نحو اقتصاد دائري يُستخدم فيه الموارد بكفاءة أكبر. [ 9 ] في هذا الصدد، تم بالفعل اختبار استخدام المواد الحيوية في قطاعات سوقية متعددة، بدءًا من إنتاج المواد الكيميائية ، مرورًا بالتعبئة والتغليف والمنسوجات ، وصولًا إلى تصنيع مكونات البناء الكاملة. [ 9 ]

تختلف المواد الحيوية باختلاف مصدر الكتلة الحيوية التي تتكون منها في الغالب. [ 10 ] كما يمكن تصنيعها بطرق مختلفة، [ 4 ] مما ينتج عنه منتجات حيوية هندسية بسيطة أو معقدة، والتي يمكن استخدامها في العديد من التطبيقات. [ 11 ] ومن بين المواد المُعالجة، يمكن التمييز بين البوليمرات الحيوية ، والبلاستيك الحيوي، والألياف الكيميائية الحيوية ، والجلود الحيوية ، [ 12 ] والمطاط الحيوي ، والطلاءات الحيوية ، ومضافات المواد الحيوية ، والمركبات الحيوية. [ 11 ] أما المواد غير المُعالجة، فيمكن تسميتها بالمواد الحيوية .

مواد حيوية وعضوية وقابلة للتحلل الحيوي

المواد الحيوية مقابل المواد القابلة للتحلل الحيوي

غالباً ما تكون المواد الحيوية قابلة للتحلل الحيوي ، ولكن هذا ليس هو الحال دائماً.

بحسب التعريف، فإن المواد القابلة للتحلل الحيوي هي مركبات عضوية يمكن أن تتحلل بواسطة الكائنات الحية، مثل البكتيريا والفطريات والعفن المائي، ثم تعيد امتصاصها بواسطة البيئة الطبيعية. [ 13 ]

تُحدد قابلية المادة للتحلل الحيوي بتركيبها الكيميائي، وليس بمصدر المادة المصنعة منها. [ 14 ] في الواقع، تظهر فوائد الاستدامة للبلاستيك الحيوي المُصنّع في بداية دورة حياة المادة ، ولكن مع ذلك، يظل تركيبها بعد التصنيع مطابقًا لنظيراتها المُصنّعة من الوقود الأحفوري. لذلك، فإن هذه الأنواع من البلاستيك، المعروفة باسم "البدائل"، غير قابلة للتحلل الحيوي، ويجب إعادة تدويرها ضمن أنظمة إعادة التدوير الحالية. [ 14 ]

في هذا السياق، لا تدعم قابلية التحلل البيولوجي مفهوم التدوير إلا إذا تم استعادة المواد القابلة للتحلل البيولوجي ومعالجتها بواسطة نظام قادر على استعادة قيمتها أو رفعها. ولذلك، يُعدّ ضمان وجود بنية تحتية مناسبة لبقاء هذه المواد ضمن نظام إدارة المواد، على سبيل المثال من خلال التسميد الصناعي أو الهضم اللاهوائي ، أمرًا ضروريًا. [ 14 ]

المواد الحيوية مقابل المواد العضوية

وبالمثل، فإن المواد الحيوية ليست بالضرورة عضوية ، إذ يشير مصطلح "حيوية" ببساطة إلى أصل المادة. [ 15 ] أما مصطلح "عضوي" فيشير إلى زراعة النباتات أو تربية الحيوانات وفقًا لمتطلبات معيار الزراعة العضوية الأوروبي. وبالتالي، يمكن أن يكون المنتج الحيوي "حيويًا" و"عضويًا" في آنٍ واحد، ولكنه ليس بالضرورة كذلك. [ 15 ]

المواد الحيوية مقابل المواد الأحفورية

ليس من المسلّم به أن المواد الحيوية تتفوق دائماً على المواد الأحفورية. [ 15 ] [ 16 ]

يعتمد أداؤها البيئي على سلسلة من العوامل، المتعلقة بالمواد الخام وكمية ونوع عمليات التصنيع التي يجب أن تخضع لها المواد الطبيعية الخام لتصبح منتجًا حيويًا. [ 16 ]

يُعد استهلاك الأراضي ، والتنافس على الأراضي لإنتاج الغذاء، واستنزاف التربة من العوامل الرئيسية المؤثرة على استدامة المواد الحيوية . [ 16 ] وفي هذا السياق، أُجريت العديد من الدراسات في أوروبا لتحليل مدى توافر الأراضي لإنتاج المواد الحيوية، [ 17 ] [ 18 ] بينما تكتسب المخلفات والنفايات الحيوية الناتجة عن القطاعين الزراعي والصناعي والحرجي اهتمامًا متزايدًا. [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]

علاوة على ذلك، قد تؤدي عمليات التصنيع اللازمة لإنتاج بدائل حيوية منافسة للمنتجات القائمة على الوقود الأحفوري إلى زيادة استهلاك الطاقة أو إلى منتجات "خطية" غير دائرية. لذا، يُنصح بالحفاظ على نهج نقدي قائم على تحليل تقييم دورة الحياة [ 22 ] ، حيث قد تتطلب بعض المنتجات الحيوية مواد أو عمليات معالجة إضافية لضمان الجودة نفسها، مما يؤدي بالضرورة إلى زيادة استهلاك الطاقة [ 16 ] .

انظر أيضاً

مراجع

  1. مكتب التطوير والبحوث. "المواد الحيوية" . cfpub.epa.gov . مؤرشف من الأصل في 10 أغسطس 2021. تم الاطلاع عليه في 21 أغسطس 2023 .
  2. بوربيا، س.؛ كازوي، ح.؛ بلعربي، ر. (أغسطس 2023). "مراجعة للأبحاث الحديثة حول مواد البناء الحيوية وتطبيقاتها" . مواد الطاقة المتجددة والمستدامة . 12 (2): 117-139 . doi : 10.1007/s40243-023-00234-7 . ISSN 2194-1459 . 
  3. شيروود، جيمس؛ كلارك، جيمس؛ فارمر، توماس؛ هيريرو-دافيلا، لورينزو؛ مويتي، لوريان (29-12-2016). " إعادة التدوير: مفهوم جديد لدفع الابتكار في تصميم المنتجات المستدامة للمنتجات الحيوية" . مجلة Molecules . 22 (1): 48. doi : 10.3390/molecules22010048 . ISSN 1420-3049 . PMC 6155919. PMID 28036077 .   
  4. 1 2 "الاقتصاد الدائري للكربون: دور المواد الحيوية" . مساحات بشرية . 2021-11-05 . تم الاسترجاع في 2024-07-12 .
  5. "التخفيف من آثار تغير المناخ: خفض الانبعاثات" . www.eea.europa.eu . 25-03-2024 . تاريخ الاطلاع: 12-07-2024 .
  6. "الاستراتيجية الصناعية الأوروبية - المفوضية الأوروبية" . commission.europa.eu . تاريخ الاسترجاع: 12 يوليو 2024 .
  7. "ركن الصحافة" . المفوضية الأوروبية - المفوضية الأوروبية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يوليو 2024 .
  8. "خطة عمل الاقتصاد الدائري - المفوضية الأوروبية" . environment.ec.europa.eu . مؤرشف من الأصل بتاريخ 4 يونيو 2025. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يوليو 2024 .
  9. 1 2 "المفوضية تتخذ إجراءات لتعزيز التكنولوجيا الحيوية والتصنيع الحيوي في الاتحاد الأوروبي" . ec.europa.eu . 2024-03-20.
  10. ^ كاستيلانو، جورجيو. باوليتي، إنغريد ماريا؛ ماليجيتي، لورا إليزابيتا؛ كاركاسي، أولغا بياتريس؛ براديلا، فيديريكا؛ بيتاو، فرانشيسكو (2023)، "الحلول المستندة إلى الحيوية لإعادة تأهيل مخزون البناء الحالي: مراجعة منهجية" ، في أمزيان، سفيان؛ ميرتا، إيلديكو؛ الصفحة، جوناثان (محرران)، مواد البناء الحيوية ، المجلد. 45، شام: سبرينغر نيتشر سويسرا، الصفحات من 399 إلى 419، دوى : 10.1007/978-3-031-33465-8_31 ، ISBN   978-3-031-33464-1تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يوليو 2024
  11. 1 2 "ما هي فئات المواد الحيوية؟ وما مدى أهميتها لانبعاثات الكربون؟" 2022-03-11.
  12. كيفالي، جيرماو يشانبل؛ كيبيدي، زيريهون تيشومي؛ بيرلي، أليهيجن أتالاي (2023). "مراجعة منهجية حول بدائل الجلود الحيوية المحتملة للجلود الطبيعية" . مجلة الهندسة . 2023 : 1-11 . doi : 10.1155/2023/1629174 .
  13. "التحلل البيولوجي | التعريف، العملية، الأمثلة، البلاستيك، التسميد، والحقائق | بريتانيكا" . www.britannica.com . تاريخ الاسترجاع: 12 يوليو 2024 .
  14. 1 2 3 "المواد الحيوية مقابل المواد القابلة للتحلل الحيوي" . تحالف المواد الأولية للبلاستيك الحيوي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12-07-2024 .
  15. 1 2 3 "حقيقة أم خرافة: منتجات حيوية، عضوية، قابلة للتحلل الحيوي. ما المقصود بهذه المصطلحات؟" . cordis.europa.eu .
  16. 1 2 3 4 "هل تعني عبارة "مُصنّع من مواد حيوية" دائمًا "أكثر استدامة"؟" . إيكوتشين . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يوليو 2024 .
  17. غوسوين، فيرينا؛ رايخمان، جانا؛ هابيرت، غيوم؛ بيتاو، فرانشيسكو (2021-07-01). "توافر الأراضي في أوروبا من أجل تحول جذري نحو البناء الحيوي" . المدن والمجتمعات المستدامة . 70 102929. Bibcode : 2021SusCS..7002929G . doi : 10.1016/j.scs.2021.102929 . hdl : 11311/1170056 . ISSN 2210-6707 . 
  18. تشوركينا، غالينا؛ أورغانسكي، آلان؛ راير، كريستوفر ب.و.؛ راف، أندرو؛ فينكي، كيرا؛ ليو، تشو؛ ريك، باربرا ك.؛ غريدل، ت.إ.؛ شيلنهوبر، هانز يواكيم (27 يناير 2020). "المباني كمستودع عالمي للكربون" . مجلة Nature Sustainability . 3 (4): 269-276 . Bibcode : 2020NatSu...3..269C . doi : 10.1038/s41893-019-0462-4 . ISSN 2398-9629 . 
  19. تشوي، جي يونغ؛ نام، جي هي؛ يون، بيوم يول؛ كيم، يونغ أوك؛ كيم، سومين (سبتمبر 2022). "استخدام كيزان الذرة، وهي من المخلفات الزراعية الأساسية التي يصعب التخلص منها: ألواح مركبة مصنعة بأداء حراري محسّن باستخدام مواد تغيير الطور المغلفة دقيقًا" . المحاصيل الصناعية والمنتجات . 183 114931. doi : 10.1016/j.indcrop.2022.114931 .
  20. ^ أندرادي ، ماريا كارولينا. جورجولو سيلفا، كايو دي أوليفيرا؛ دي سوزا موريرا، ليونورا ريوس؛ فيريرا فيلهو، إديفالدو زيمينيس (2022-04-01). “مخلفات المحاصيل: تطبيقات الكتلة الحيوية اللجينية السليلوزية في سياق المصفاة الحيوية”. الحدود في الطاقة . 16 (2): 224-245 . دوى : 10.1007 / s11708-021-0730-7 . ISSN 2095-1698 . 
  21. مبابالي، هيرمان؛ لوبواما، مايكل؛ ييغا، فياني أندرو؛ وير، إيفانز؛ كاسيدي، هيلاري (2024-04-01). "تطوير مركبات حيوية قائمة على فطر قشر الأرز ونشارة الخشب: تحسين الخصائص الميكانيكية والفيزيائية والحرارية". مجلة مؤسسة المهندسين (الهند): السلسلة د . 105 (1): 97-117 . doi : 10.1007/s40033-023-00458-x . ISSN 2250-2130 . 
  22. سيفينيه-إيتويز، إيفا؛ موابونجي، أونسموس؛ بانوتسو، كاليوبي؛ وودز، جيريمي (2021-09-20). "تقييم دورة الحياة (LCA): هل يُسهم في تطوير اقتصاد حيوي دائري مستدام؟" . المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية أ: العلوم الرياضية والفيزيائية والهندسية . 379 (2206). Bibcode : 2021RSPTA.37900352S . doi : 10.1098 / rsta.2020.0352 . ISSN 1364-503X . PMC 8326828. PMID 34334023 .