The processing of polyvinyl chloride (PVC) usually necessitates the addition of compounds called plasticizers to the polymer in order to increase flexibility. These plasticizers, however, are capable of leaching out of the polymer into the environment. This study aimed at characterizing the environmental biodegradation of both commercial and alternative plasticizers. In particular, the effect of surfactants on the biodegradation kinetics was investigated because these compounds are often present in the environment as both waste products and naturally occurring compounds. Since plasticizers are usually hydrophobic, it was hypothesized that surfactants could help biodegradation by decreasing the energy required to bring the plasticizer into the aqueous phase and/or into contact with microorganisms. The addition of surfactants to the biodegradation medium was found to increase the biodegradation rates of the commercial plasticizer di(2-ethylhexyl) adipate (DEHA) and four potential "green" dibenzoate plasticizers. The mechanism of this increase was likely a combination of the emulsification of the plasticizers into the aqueous phase thus making them more available to the bacteria, and also the permeabilization of the cell membranes allowing easier transfer of the plasticizers into the bacteria. The surfactant used in this study did not enhance the biodegradation of the common commercial plasticizer, di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP), which resisted biodegradation under all conditions. Thus, while the presence of surfactants is certainly advantageous to plasticizer biodegradation in some cases, there are still some compounds such as DEHP, which are particularly recalcitrant in the environment. / Le fabrication du polychlorure de vinyle (PVC) nécessite souvent l'addition de composés appelés plastifiants. Cependant, ces composés peuvent être lixivié du plastique et se retrouver dans l'environnement. Le but de l'étude présenté ici était de caractériser la biodégradation de plastifiants industriels et de plastifiants alternatifs, dits «verts». Plus particulièrement, l'effet des surfactants (ou tensioactifs) sur cette biodégradation a été étudié puisque ces composés se retrouvent également dans l'environnement via le rejet de divers déchets ou par des sources d'origine naturelle. Puisque les plastifiants sont généralement hydrophobes, nous supposons que les tensioactifs aident à la biodégradation en diminuant l'énergie nécessaire au transport du plastifiant vers la phase aqueuse, facilitant ainsi le contact avec les micro-organismes. Nous avons démontré que l'ajout de tensioactifs accélére la biodégradation du plastifiant industriel di(2-ethylhexyl) adipate (DEHA) ainsi que celle de quatre plastifiants dibenzoate proposés comme plastifiants alternatifs «verts». Le mécanisme de cette accélération provient probablement d'une combinaison de deux facteurs: la mise en émulsion des plastifiants dans la phase aqueuse, ce qui les rends plus accessibles aux bactéries, ainsi que la perméabilisation des membranes cellulaires facilitant le transfert des plastifiants du milieu extracellulaire vers l'intérieur des cellules bactériennes. Le tensioactif utilisé dans cette étude n'a toutefois pas accéléré la biodégradation d'un plastifiant industriel commun, le di(2-ethylhexyl) phtalate (DEHP), qui a résisté à la biodégradation dans toutes les conditions testées. En conclusion, alors que la présence de tensioactifs peut favoriser la biodégradation des certains plastifiants, certains composés tel que le DEHP, demeurent particulièrement récalcitrant dans l'environnement.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.117060 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Smith, Logan |
| Contributors | David Cooper (Internal/Cosupervisor2), Richard L Leask (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Engineering (Department of Chemical Engineering) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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