Biodegradowalność to zdolność materiałów do rozpadu w wyniku aktywności biologicznej, a w szczególności działań mikroorganizmów takich jak grzyby, bakterie czy drożdże oraz czynników abiotycznych takich jak tlen, promieniowanie UV czy temperatura. Proces polega na rozpadzie bardziej skomplikowanych struktur (np. białek) na mniej złożone substancje, które w końcu stają się elementem gleby, środowiska wodnego  lub atmosfery ziemskiej.

Rozkład materii odbywa się w warunkach tlenowych (najbardziej rozpowszechnione) lub beztlenowych. Po rozkładzie przeprowadzonym przez mikroorganizmy 50–90% substancji organicznych zostanie wykorzystanych do zapewnienia energii niezbędnej do podtrzymania życia. Pozostały węgiel jest stosowany jako materiał budulcowy komórek drobnoustrojów, takich jak białka, tłuszcze itp. Końcowe produkty degradacji mikrobiologicznej substancji organicznych są głównie produktami mineralizacji takimi jak dwutlenek węgla, woda i sole mineralne oraz nowo utworzona biomasa (zwiększona konsumpcja wpływa pozytywnie na rozmnażanie drobnoustrojów). [Tripathy i in. 2017)

Wszelka materia organiczna jaką człowiek i natura może wytworzyć wykorzystując surowce roślinne i zwierzęce, nie poddając ich przetwarzaniu łatwo ulega takiemu rozkładowi. Przykłady takich materiałów to odpadki kuchenne, skoszona trawa, odpadki ogrodowe, papier i karton (niebarwiony, nielaminowany), fusy kawowe, skorupki jaj, obcięte paznokcie, włosy. 
Niektóre nowe tworzywa sztuczne ulegają biodegradacji. Takim materiałem jest np. kwas polimlekowy (PLA) czy kwas poliglikolowy (PGA). Są to tzw. bioplastiki. Jest to duży krok w dobrym kierunku, gdyż materiały te będą sukcesywnie zastępować materiały nie ulegające biodegradacji.

Szkło, tworzywa sztuczne (torby, ubrania, opakowania), metale, urządzenia elektroniczne, baterie mimo, że przyczyniły się do skoku cywilizacyjnego ludzkości to nie są przyjazne środowisku. Niebezpieczeństwo wynika z ich długowieczności, a przez to istotnego, niekorzystnego wpływu na różne biotopy. Drobne fragmenty tworzyw sztucznych mogą dostawać się do przewodów pokarmowych ptaków, ryb i innych zwierząt powodując śmierć w męczarniach. Wielka wyspa śmieci na Pacyfiku jest 5 razy większa od Polski i ciągle rośnie. Obecność mikroplastików (średnica cząstki 1µm – 5mm) powoduje, że nawet ludzie spożywają je nieświadomie.  To tylko trzy z wielu przykładów niszczenia środowiska naturalnego przez materiały nie ulegające biodegradacji.

Duża dostępność surfaktantów w przemyśle środków czyszczących (tu link do artykułu na innovia.pl) zmusza nas do zastanowienia się nad ich biodegradowalnością. W literaturze można rozróżnić dwa etapy rozkładu takich związków chemicznych. Wstępna degradacja występuje, gdy struktura cząsteczki zmieniła się wystarczająco, aby związek stracił właściwości surfaktantu i nie ma już wpływu na napięcie powierzchniowe wody; jest to ważne dla organizmów wodnych. Całkowita degradacja nastąpi, gdy cząsteczka środka powierzchniowo czynnego zostanie przekształcona w CO2, CH4, wodę, sole mineralne i biomasę. [Scott, Jones 2000]. Degradacja całkowita zachodzi poprzez degradację tlenową (odpowiada degradacji w oczyszczalniach ścieków) lub beztlenową (odpowiada bezpośredniej degradacji w glebie). Wartość biodegradacji wyraża się jako % przemiany wskaźników (innych w różnych testach). 
Podstawowym pomiarem bieodegradowalności jest respirometryczny test produkcji CO2. Próbka ocenianego materiału jest umieszczana w odpowiednim naczyniu wraz z glebą i mikroorganizmami. Naczynie następnie jest napowietrzane i w ciągu określonego czasu mikroorganizmy oddziałują z próbką (zjadają jedyne źródło węgla) produkując dwutlenek węgla jako produkt przemiany materii. Ilość powstałego CO2 można zmierzyć i na tej podstawie stwierdzić ile materiału uległo biodegradacji.   

Niestety nie można tego testu zastosować dla wszystkich materiałów, najbardziej precyzyjne wyniki respirometrii uzyskuje się dla materii organicznej. Co zatem z tworzywami sztucznymi (np. torba na zakupy wykonana z polietylenu), które są prawdziwym problemem, a które nie są rozkładane przez mikroorganizmy. Ulegają one procesowi fotodegradacji, który jest możliwy dzięki promieniowaniu UV pochodzącemu ze Słońca. Powoduje ono rozpad długich łańcuchów polimerowych na coraz mniejsze fragmenty. Jest to proces długotrwały i jego trwanie szacuje się na 500-100 lat.

Analityczne metody pomiaru biodegradowalności stosowane do oceny różnych surfaktantów (wg OECD) to: 
•    Zmodyfikowany test przesiewowy OECD 301 E na szybką biodegradowalność w warunkach tlenowych, bez dostępu do światła, w temperaturze 25°C przez 21 dni. Próbkę zaszczepia się mikroorganizmami (inokulum, 0,5 ml wody) z oczyszczalni ścieków oraz uzupełnia środkami mineralnymi. Badanie zmiany rozpuszczonego węgla organicznego (RWO). Jest to najpopularniejszy test ze względu na powtarzalność i dokładność. 
•    Inne testy z grupy 301 (na osadzie aktywnym, czas trwania >30dni) na szybką biodegradowalność: 
    OECD 301 A Test ubytku RWO.  
    OECD 301 B Test wydzielania CO2 
    OECD 301 D Test zamkniętych butelek. Badanie zmiany biochemicznego zapotrzebowania na tlen (BZT) 
    OECD 301 F Test respirometryczny. Metoda z oznaczaniem BZT w zamkniętym respiratorze 
•    Do oceny substancji, które nie ulegają szybkiej biodegradacji stosuje się testy OECD z grupy 302. Badają one tzw. potencjalną biodegradowalność, która pozwala oszacować rozkład biochemiczny i wpływ tych związków na środowisko. Testy te mają bardziej optymalne warunki do przeprowadzania rozkładu niż ostre warunki testów z grupy 301.    
    OECD 302 A Zmodyfikowany test SCAS, zmiana RWO, metoda z osadem
    OECD 302 B Zmodyfikowany test Zahn-Wellens’a, zmiana RWO, test statyczny
    OECD 302 D Test CONCAWE, wytwarzanie CO2
•    Dodatkowo, aby uzyskać dokładniejsze dane stosuje się test symulacyjny z osadem czynnym
    OECD 303 zmiana RWO lub chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT)

Obecne przepisy wymagają biodegradacji >70% w ciągu 28 dni, aby substancje mogły zostać uznane za ulegające szybkiej biodegradacji, gdy stosuje się testy OECD 301 A lub 301 E. W przypadku testów 301 B, 301 D, 301 F (polegających na oznaczaniu BZT lub wytworzonego CO2) limit ten to 60%. Aby potwierdzić szybką biodegradowalność substancji musi ona osiągnąć wymagany poziom rozkładu w 10 dni, a dokładnie od momentu gdy 10% już ulegnie rozkładowi do poziomu, odpowiednio 60 lub 70%, nie może upłynąć więcej niż 10 dni (tzw. okres 10-cio dniowy). Jeśli warunki są spełnione substancja jest łatwo biodegradowalna (readily biodegradable).

Firma Innovia wychodzi naprzeciw oczekiwaniom coraz większej grupie odbiorców stopniowo zastępując surowce pochodzące z ropy naftowej, a przez to słabo biodegradowalne nowoczesnymi, ekologicznymi surfaktantami pochodzącymi ze źródeł odnawialnych.
 

Zdjęcie: