Sellülozik tekstil mikrolifləri, pambıq kimi sellüloza əsaslı tekstil məmulatlarından yaranan və ətraf mühitdə çox kiçik lif hissəcikləri şəklində mövcud ola bilən lifvari çirkləndiricilərdir. Bu tədqiqat pambığın bioloji mənşəli polimer olmasının tekstil istehsalından sonra ətraf mühitdə mütləq sürətlə biodeqradasiyaya uğrayacağı mənasına gəlib-gəlmədiyini sınayır. Tədqiqatçılar ilkin emal, boyama və apre tətbiqlərinin pambıq mikroliflərinin su mühitlərində biodeqradasiya davranışını dəyişdirib-dəyişdirmədiyini yeddi müxtəlif lif ssenarisində qiymətləndiriblər. Bioloji oksigen tələbinə əsaslanan qapalı respirometriya 12 °C-də 90 gün davam etdirilmiş; ayrıca eksperimental istiqamətdə mikroliflər şirin su və süni dəniz suyu mühitində 366 gün saxlandıqdan sonra skanedici elektron mikroskopu ilə eroziya, çat, parçalanma və biofilm xüsusiyyətləri araşdırılmışdır.

90 günlük şirin su BOD nəticələrində dəzgahdan çıxmış, kimyəvi cəhətdən dəyişdirilməmiş pambıq %74,37; indiqo ilə boyanmış denim %71,56 biodeqradasiya göstərmişdir. Buna qarşılıq boyanmağa hazırlanmış pambıq %8,37; bifunksional C.I. Reactive Black 5 ilə boyanmış pambıq %6,97; monofunksional C.I. Reactive Blue 19 ilə boyanmış pambıq %20,58; formaldehidsiz durable-press apretli pambıq %22,8 və kommersiya yumşaldıcısı tətbiq edilmiş pambıq %23,1 səviyyəsində qalmışdır. Xüsusilə reaktiv boya tətbiq olunmuş mikroliflərdə aşağı minerallaşma boyanın sellülozaya kovalent bağlanması və bifunksional boyalarda zəncirlər arasında çarpaz bağ yarada bilməsi ilə əlaqələndirilir.

Lakin tədqiqat mühüm bir fərqi ortaya qoyur: aşağı bioloji oksigen tələbi həmişə lifin fiziki olaraq parçalanmadığı demək deyil. Boyanmağa hazırlanmış pambıq və formaldehidsiz durable-press apretli pambıqda aşağı BOD göstəricilərinə baxmayaraq 366 günlük SEM araşdırmalarında aydın eroziya, qırılma və parçalanma əlamətləri müşahidə edilmişdir. Buna görə minerallaşma ilə mexaniki parçalanma eyni proses kimi qiymətləndirilməməlidir. Kiçik lif hissəciklərinin yaranması karbonun tam bioloji minerallaşdığı mənasına gəlmir.

Tədqiqatın əsas şərhi ondan ibarətdir ki, tekstil istehsalının yaratdığı antropogen kimyəvi dəyişikliklər bəzi sellülozik mikroliflərin su mühitində gözləniləndən daha davamlı qalmasına töhfə verə bilər. Bununla belə təcrübələr nəzarət olunan laboratoriya şəraitində aparılmışdır; 90 günlük qapalı respirometriya və 366 günlük nəzarətli suya məruz qalma təbii çay və ya dənizdə illərlə davam edən real ekoloji taleyin birbaşa ölçümü deyil.

Tədqiqatın əsas problemi

Sellülozik liflər ekoloji nümunələrdə geniş şəkildə aşkar edilir. Tədqiqatda istinad edilən ədəbiyyata görə okean nümunələrində müəyyən edilmiş liflərin təxminən %80-ni sellülozik liflər təşkil edə bilər. Bu ilk baxışda təəccüblüdür; çünki pambıq və digər sellülozik liflər bioloji mənşələrinə görə adətən asan biodeqradasiya olunan materiallar kimi qəbul edilir.

Buna görə tədqiqatçıların verdiyi sual yalnız “pambıq biodeqradasiya olunurmu?” deyil. Əsas sual tekstil istehsalında pambığa tətbiq edilən kimyəvi və fiziki proseslərin mikrolifin ekoloji taleyini dəyişdirib-dəyişdirməməsidir. Pambıq lifi toxuculuq dəzgahından çıxdığı vəziyyətdə qalmır. Boyanmadan əvvəl təmizlənə, ağardıla və merserizasiya edilə bilər; daha sonra indiqo və ya reaktiv boyalarla rəngləndirilə; qırışmazlıq verən çarpaz bağlayıcı apre və ya yumşaldıcılar tətbiq oluna bilər. Bu proseslərin hər biri sellüloza səthinin kimyasını, kristal quruluşunu, hidrofilliyini və ya mikroorqanizmlərin və fermentlərin polimerə çıxışını dəyişdirə bilər.

Tədqiqatda “mikrolif” nə deməkdir?

Mənbə mikrolifləri kəsik diametri 10 µm-dən kiçik və uzunluğu 1 µm ilə 5 mm arasında olan liflər kimi müəyyən edir. Təcrübə üçün tekstillər əvvəlcə 2 × 2 cm kvadratlara kəsilmiş, paslanmayan polad maqqaşlarla saplara ayrılmış, saplar 5 mm uzunluqda kəsilmiş və ayrı-ayrı mikroliflər sap quruluşundan çıxarılmışdır. Beləliklə təcrübədə istifadə edilən liflərin uzunluğu standartlaşdırılmışdır. Hazırlanmış liflər mümkün çirklənməni aradan qaldırmaq məqsədilə stereo mikroskop altında yoxlanılmışdır.

Yeddi pambıq mikrolif ssenarisi

F4, F5, F6 və F7 qruplarının hamısı F2 boyanmağa hazırlanmış pambıq bazasından hazırlanmışdır. Bu dizayn əlavə boya və ya apre tətbiqindən əvvəlki ortaq ilkin emal vəziyyətini istinad kimi istifadə etməyə imkan verir.

Tekstil İlkin Emalları, Boyalar və Aprelər Sellülozik Mikroliflərin Biodeqradasiyasını Necə Dəyişdirdi?

Tədqiqatda proses növünə görə kəskin fərqlənən bir nümunə müşahidə edilmişdir: dəzgahdan çıxmış pambıq və indiqo denim 90 günlük BOD ölçümündə yüksək minerallaşma göstərərkən, xüsusilə kovalent bağ yaradan reaktiv boya sistemləri, boyanmağa hazırlanmış pambıq və iki apre qrupu daha aşağı BOD göstəricilərində qalmışdır; lakin bəzi aşağı-BOD qruplarında 366 günün sonunda güclü fiziki səth pozulmasının görünməsi kimyəvi/mineral biodeqradasiya ilə mexaniki parçalanmanın bir-birindən ayrılması lazım olduğunu göstərmişdir.

İlkin emallar sellülozanı necə dəyişdirir?

Boyanmaya hazırlıq zamanı istifadə edilən scouring, ağartma və merserizasiya prosesləri yalnız kiri və ya rəngi dəyişmir. Mənbənin müzakirəsinə görə bu proseslər səth yükünü, hidrofilliyi və kristal quruluşu dəyişdirə bilər. Xüsusilə merserizasiya təbii pambıqdakı cellulose Iβ kristal quruluşunu cellulose II quruluşuna çevirir. Cellulose II təbiətdə təbii pambıqda başlanğıc quruluş kimi mövcud deyil; emal nəticəsində yaranır.

Nəzəri olaraq daha yüksək su udma qabiliyyəti və daha aşağı kristal paketlənmə bəzi fermentativ qarşılıqlı təsirləri asanlaşdıra bilər. Buna baxmayaraq bu tədqiqatda F2 qrupunun 90 günlük BOD minerallaşması yalnız %8,37-dir. Eyni liflər 366 günün sonunda çoxlu eroziya izləri və qırılma göstərmişdir. Bu zahiri ziddiyyət tədqiqatın ən mühüm nəticələrindən biridir: lif səthinin fiziki parçalanması karbonun oksigen sərfi ilə tam minerallaşması demək deyil.

İndiqo niyə reaktiv boyalardan fərqli davranmış ola bilər?

İndiqo mənbədə C.I. Vat Blue 1 kimi müəyyən edilir. Tədqiqatın müzakirəsinə görə indiqo sellüloza polimerinə reaktiv boyalarda olduğu kimi kovalent bağla bağlanmır; lif və sap quruluşunda əsasən daha zəif fiziki və hidrogen bağı qarşılıqlı təsirləri ilə saxlanılır. Denim quruluşunda boya həmçinin çözgü sapının ətrafında cəmlənir, arğac sapları isə boyasızdır.

Bu tədqiqat çərçivəsində indiqo denim F3 üçün 90 günlük BOD biodeqradasiyası %71,56-ya çatmış və dəzgahdan çıxmış F1 pambığındakı %74,37 göstəricisinə yaxın olmuşdur. 366 günlük şirin su SEM nəticələrində F3 qrupunda ümumi biofilm inkişafının digər boyalı mikroliflərlə müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə yüksək olduğu bildirilmişdir; Kruskal-Wallis/Dunn müqayisəsi üçün p<0,001 verilmişdir.

Bununla belə %71,56 göstəricisi “indiqo denim tam biodeqradasiya olunur” demək deyil. Tədqiqat indiqo mikroliflərinin 366 günlük şirin su və dənizəbənzər məruz qalmanın sonunda tam yox olmadığını xüsusi vurğulayır.

Bifunksional reaktiv boya niyə ən aşağı BOD göstəricisini verdi?

F4 qrupu C.I. Reactive Black 5 (RBk5) ilə boyanmışdır. RBk5 bifunksional reaktiv boyadır: molekulda sellüloza ilə reaksiyaya girə bilən iki funksional reaktiv mərkəzin olması uyğun şəraitdə iki müxtəlif sellüloza zənciri arasında kovalent çarpaz bağın yaranmasına imkan verə bilər. Tədqiqatın mexanizm şərhi bu çarpaz bağların və lif kimyasındakı dəyişikliyin mikroorqanizm və ya sellülaza fermentlərinin çata bildiyi aktiv sahələri azalda biləcəyi istiqamətindədir.

Tədqiqatda F4 üçün 90 günlük biodeqradasiya %6,97 ilə yeddi qrup arasında ən aşağı BOD göstəricisidir. Tədqiqatçılar müzakirədə RBk5-in tətbiq olunan boya miqdarı və ədəbiyyatda bildirilən minimum fiksasiya nisbətlərindən çıxış edərək mümkün çarpaz bağlanma miqyasını təxmin edirlər. Mənbə təcrübədə RBk5-in lif kütləsinə görə %20 omf tətbiq edildiyini və tipik minimum %60 fiksasiya fərziyyəsi ilə ən azı təxminən %12-sinin lifə fiksə oluna biləcəyini; bunun da yalnız %60-ının iki bağ yaratdığı qəbul edilərsə ən azı %7,2 omf səviyyəsində potensial çarpaz bağlanan boya demək ola biləcəyini hesablayır. Bunlar birbaşa kimyəvi analizlə ölçülmüş çarpaz bağ nisbətləri deyil, müəlliflərin ədəbiyyatdakı fiksasiya dəyərlərinə əsaslanan təxminləridir.

F4-də biodeqradasiya tam sıfır deyil. 366 günlük süni dəniz suyu məruz qalmasından sonra lif səthində eroziya izlərinin yarandığı və müvafiq statistik müqayisədə Kruskal-Wallis/Dunn testi üçün p=0,02566 bildirildiyi qeyd edilmişdir.

Monofunksional reaktiv boya niyə F4-dən yüksək, lakin F1 və F3-dən aşağı qaldı?

F5 qrupu C.I. Reactive Blue 19 (RBu19) ilə boyanmışdır. Bu boya tək reaktiv qrupa malik olduğundan sellüloza zəncirləri arasında RBk5 kimi iki uclu kovalent çarpaz bağ qura bilməz; lakin sellülozaya kovalent şəkildə bağlana bilər. F5-in 90 günlük BOD nəticəsi %20,58-dir. Bu göstərici F4-ün %6,97 nəticəsindən yüksək, lakin dəzgahdan çıxmış F1 və indiqo F3 göstəricilərindən xeyli aşağıdır.

366 günlük şirin su araşdırmasında F5-də qırılma inkişafının F2 boyanmağa hazırlanmış pambıqla müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə aşağı olduğu bildirilmişdir; One-Way ANOVA üçün p=0,0039 verilmişdir. Tədqiqat bunu reaktiv boya ilə yaranan lif kimyası dəyişikliyi və ferment çıxışının azalması ilə əlaqələndirir.

Durable-press apre ilə aşağı BOD və yüksək səth zədəsi niyə birlikdə görünə bilər?

F6 formaldehidsiz durable-press tətbiqi pambığa qırışların bərpası və ölçü sabitliyi qazandırmaq məqsədilə çarpaz bağlanma kimyasından istifadə edir. 90 günlük BOD minerallaşması yalnız %22,8-dir. Buna qarşılıq 366 günlük şirin su məruz qalmasından sonra eroziya izi, qırılma və hissəcik əmələ gəlməsi kimi səth topoqrafiyası xüsusiyyətlərinin aydın olduğu bildirilmişdir.

Müəlliflərin şərhinə görə çarpaz bağlar amorf sellüloza sahələrinə çıxışı azaldaraq fermentativ minerallaşmanı məhdudlaşdıra bilər, digər tərəfdən lifin mexaniki olaraq daha kövrək hala gəlməsi çat və fragment əmələ gəlməsini artıra bilər. Katalizator sistemindəki üzvi turşuların və metal duzlarının mikrob qarşılıqlı təsirinə təsir edə biləcəyi də mümkün izah kimi müzakirə edilmişdir. Tədqiqat bu mexanizmləri birbaşa molekulyar ölçmə ilə sübut etmir; bunlar təcrübə nəticələrini izah etmək məqsədilə ədəbiyyatla birlikdə təqdim edilən müəllif şərhləridir.

Yumşaldıcı tətbiq edilmiş pambıqda nə görüldü?

F7 qrupunda kommersiya, kationik esterquat səthi aktiv maddə ehtiva edən yumşaldıcı istifadə edilmişdir. 90 günlük BOD biodeqradasiyası %23,1-dir. SEM/topoqrafiya nəticələri isə aşağı minerallaşma ilə yanaşı fiziki səth pozulmasını göstərir.

Tədqiqat kationik esterquat yumşaldıcının lifin su udma və rütubət saxlama davranışını dəyişməsinin mikrob və fermentativ qarşılıqlı təsiri azalda biləcəyini müzakirə edir. Müəlliflər həmçinin bunun başqa tədqiqatlarda istifadə edilən amino-funksional silikon yumşaldıcılardan fərqli kimyaya malik olduğunu xüsusi vurğulayırlar. Buna görə “bütün yumşaldıcılar pambığın biodeqradasiyasını eyni şəkildə azaldır” nəticəsi bu tədqiqatdan çıxarıla bilməz.

BOD ilə SEM Səth Zədəsi Niyə Eyni “Biodeqradasiya” Nəticəsini Verməyə Bilər?

BOD yanaşması mikroorqanizmlərin lif karbonunu oksigen sərf edərək minerallaşdırmasını ölçdüyü halda SEM səth analizi eroziya, çatlama, fragment yaranması və biofilm kimi fiziki/morfoloji dəyişiklikləri ölçür; buna görə lif çoxsaylı kiçik hissələrə ayrıla bilər, lakin karbon hələ tam minerallaşmamış ola bilər və iki üsul eyni nümunə üçün fərqli görünən nəticələr verə bilər.

Bioloji oksigen tələbi nəyi ölçür?

Qapalı OxiTop-IDS sistemi daxilində mikroorqanizmlər sellülozanı bioloji şəkildə parçalayaraq oksigen sərf etdikdə qabın daxili təzyiqi dəyişir. Yaranan CO₂, 0,5 g natrium hidroksid peleti tərəfindən tutulur. Beləliklə ölçülən təzyiq dəyişikliyinin bioloji oksigen tələbi ilə əlaqələndirilməsi məqsədi güdülür.

Təcrübədə hər qurğu üçün 50 mg hazırlanmış pambıq mikrolifi və 160 mL su matrisi istifadə edilmişdir. Qapalı şüşələr çalxalama platformasında, qaranlıq ekoloji inkubatorda 12 °C-də 90 gün saxlanılmışdır. Mənbə bu 90 günlük həddin avadanlıq məhdudiyyətindən irəli gəldiyini açıq şəkildə bildirir.

Tənlik (1), OxiTop-IDS tərəfindən qeydə alınan təzyiq dəyişikliyini bioloji oksigen tələbinə çevirir. \(M(O_2)\), molekulyar oksigenin molekul kütləsidir; \(R\) qaz sabitidir; \(T_m\) ölçmə temperaturudur; \(V_t\) şüşə həcmi, \(V_1\) nümunə həcmidir; \(\alpha\) Bunsen absorbsiya əmsalıdır və \(\Delta p(O_2)\) oksigenlə əlaqəli qismən təzyiq fərqidir.

Mənbə \(T_0\) dəyişənini mətndə “absolute zero temperature (K)” kimi müəyyən edir, lakin ədədi bir \(T_0\) dəyəri vermir. Tənlikdə \(T_0\) məxrəcdə yerləşdiyinə görə Verianla bu ifadəni səssizcə başqa bir istinad temperaturu tərifinə çevirməmiş və mənbədə olmayan ədədi dəyər əlavə etməmişdir.

Tənlik (2), sınaq materialı olan qabın bioloji oksigen tələbindən \(BOD_t\), boş nəzarət qabının dəyəri \(BOD_{Bt}\) çıxılaraq fon sərfini düzəldir və nəticəni sınaq materialı konsentrasiyası \(\rho_{TC}\) üzrə normallaşdırır. Mənbə \(\rho_{TC}\)-ni g dm⁻³ vahidində sınaq materialının konsentrasiyası kimi müəyyən edir.

Tənlik (3)-də \(ThOD\), sellülozanın nəzəri oksigen tələbidir və tədqiqatda 1,185 g g⁻¹ qəbul edilmişdir. Beləliklə eksperimental şəkildə düzəldilmiş oksigen sərfi sellülozanın nəzəri tam oksidləşmə tələbinə bölünərək faiz biodeqradasiya göstəricisi əldə edilir. %100-ə yaxınlaşma nəzəri oksigen tələbinin böyük hissəsinin qarşılandığını; aşağı faizlər isə 90 günlük təcrübə dövründə minerallaşmanın daha məhdud olduğunu göstərir.

SEM topoqrafiya analizi nəyi ölçür?

Ayrı eksperimental istiqamətdə 50 mg pambıq mikrolifi 160 mL şirin su və ya süni dəniz suyu içində 500 mL şüşə stəkanlarda 12 °C-də 366 gün saxlanılmışdır. Qablar boş şəkildə alüminium folqa ilə örtülmüş və maye həcmi məruz qalma müddətində qorunmuşdur. Süni dəniz suyu nümunələri görüntüləmədən əvvəl səthdə qalan duz kristallarını uzaqlaşdırmaq üçün 30 dəqiqə deionizə olunmuş suda yuyulmuşdur.

Görüntüləmə Hitachi SU3900 skanedici elektron mikroskopu ilə aparılmışdır. Liflər karbon yapışdırıcı üzərinə yerləşdirilmiş və elektrik yüklənməsini azaltmaq üçün 20–40 nm qalınlığında qızılla örtülmüşdür. Mənbə hər lif növündən 18 mikrolifin təsadüfi şəkildə görüntüləndiyini və Toupe View proqramında analiz edildiyini bildirir.

Şirin su və süni dəniz suyu necə hazırlanmışdır?

Şirin su Böyük Britaniyanın North Yorkshire bölgəsində River Aire çayının mənbəyi olan Malham Beck-dən götürülmüşdür. Mənbə xarici çirkləndiriciləri aşağı səviyyədə saxlamaq üçün çayın mənbə zonasının seçildiyini bildirir. Həll olmuş oksigen, keçiricilik, pH, temperatur, ümumi üzvi karbon, ümumi qeyri-üzvi karbon, ümumi karbon və ammonium, nitrit, nitrat və fosfat kimi qida parametrləri izlənilmişdir.

Süni dəniz suyu eyni şirin suya 40 g dm⁻³ süni dəniz duzu əlavə edilməklə hazırlanmış və keçiricilik 50.000 µS cm⁻¹ olaraq verilmişdir. Tədqiqatçılar təbii dəniz suyu əvəzinə süni dəniz mühitini nümunə götürmə dövrləri arasında dəyişə biləcək xarici çirkləndirici yüklərini daha yaxşı nəzarətdə saxlamaq məqsədilə seçmişlər.

Statistik analiz necə aparılmışdır?

Statistik analiz OriginPro 2025 istifadə edilərək həyata keçirilmişdir. Bütün məlumat dəstlərinə əvvəlcə Shapiro-Wilk normallıq testi tətbiq edilmişdir. Təsviri statistika orta, standart sapma, median və intervalı əhatə etmişdir.

Müxtəlif mikrolif qrupları arasındakı BOD və səth-topoqrafiya fərqləri məlumatın paylanmasına görə parametrik One-Way ANOVA və ya parametrik olmayan Kruskal-Wallis testi ilə qiymətləndirilmiş; parametrik olmayan müqayisələr Dunn testi ilə dəstəklənmişdir. BOD-nin zamanla əlaqəsi üçün parametrik halda Pearson, parametrik olmayan halda Spearman korrelyasiyası istifadə edilmişdir.

Mənbə əsas metod mətnində ümumi bir \(\alpha\) əhəmiyyətlilik həddi göstərmir. Buna görə Verianla, məsələn “p<0,05 tədqiqat üzrə əvvəlcədən müəyyən edilmiş hədd idi” kimi mənbədə yazılmayan qərar qaydası əlavə etmir.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

90 günlük BOD nəticələri

90 günlük nəticələrin əsas müqayisəsi

Ən yüksək iki göstərici F1 dəzgahdan çıxmış pambıq (%74,37) və F3 indiqo denimdir (%71,56). Ən aşağı iki göstərici isə F4 bifunksional reaktiv boyalı pambıq (%6,97) və F2 boyanmağa hazırlanmış pambıqdır (%8,37). F5, F6 və F7 təxminən %20–23 aralığında qalmışdır.

Bu sıralama təkbaşına “hansı lif ətraf mühitdə daha təhlükəlidir?” sualına cavab vermir. BOD yalnız minerallaşma ölçüsünü ölçür. Ekotoksiklik, kimyəvi maddə buraxılması, orqanizmlər tərəfindən udulma, hissəcik ölçüsü, ekoloji daşınma və ya real mühitdə qalma müddəti bu faizlərdən birbaşa çıxarıla bilməz.

366 günlük şirin su səth-topoqrafiya nəticələri

Mənbə Şəkil 3 hər lif növü üçün eroziya izi sayı və sahəsi, qırılma sayı/eni/uzunluğu, fragment sayı və sahəsi ilə biofilm inkişafını qutu qrafikləri şəklində göstərir. Xam fərdi ölçmələr PDF-də cədvəl şəklində verilmədiyinə görə dəqiq median və ya kvartil dəyərlər Verianla tərəfindən yenidən yaradılmamışdır.

Ən mühüm keyfiyyət nəticələrindən biri F2 boyanmağa hazırlanmış pambıqda aşağı BOD-yə baxmayaraq eroziya və qırılma xüsusiyyətlərinin aydın olmasıdır. F6 durable-press və F7 yumşaldıcı qruplarında da aşağı minerallaşma ilə yanaşı mexaniki səth zədəsi müşahidə edilmişdir. Buna qarşılıq F1 dəzgahdan çıxmış pambıq yüksək BOD göstərməsinə baxmayaraq bəzi səth-pozulma meyarlarında F2 qədər yüksək göstərici göstərməmişdir. Mənbə F1-də inkişaf edən biofilmin bəzi səth xüsusiyyətlərini SEM analizində örtmüş ola biləcəyini də mümkün ölçmə məhdudiyyəti kimi müzakirə edir.

F3 indiqo denim qrupunda şirin su mühitində ümumi biofilm inkişafı digər boyalı liflərlə müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə yüksəlmiş və Kruskal-Wallis/Dunn testi üçün p<0,001 bildirilmişdir.

366 günlük süni dəniz suyu səth-topoqrafiya nəticələri

Mənbə Şəkil 4 eyni səkkiz səth göstəricisini süni dəniz suyu məruz qalmasından sonra təqdim edir. Qruplar arasındakı paylanmalar genişdir və bir çox göstəricidə kənar dəyərlər vardır. Buna görə yalnız vizual qutu hündürlüklərindən dəqiq ədədi müqayisələr çıxarılmamalıdır.

Reaktiv boyalı liflərdə biodeqradasiyanın tam dayanmadığı, xüsusilə F4 kontekstində dəniz mühitində eroziya izlərinin yarandığı bildirilmişdir. Bu müqayisə üçün Kruskal-Wallis/Dunn testi nəticəsi p=0,02566 verilmişdir.

Tədqiqatın dəstəklədiyi nəticələr

• Tekstil istehsalında tətbiq olunan ilkin emal, boya və apre kimyası pambıq mikroliflərinin nəzarətli su mühitində biodeqradasiya davranışı ilə əlaqəlidir.
• Dəzgahdan çıxmış pambıq və indiqo denim 90 günlük şirin su BOD qiymətləndirməsində digər sınaq qruplarından aydın şəkildə daha yüksək minerallaşma göstərmişdir.
• Bifunksional RBk5 reaktiv boya qrupu sınaqdan keçirilmiş yeddi qrup arasında ən aşağı 90 günlük BOD biodeqradasiya faizinə malikdir.
• Monofunksional RBu19 qrupu da dəzgahdan çıxmış və indiqo qruplarından xeyli aşağı biodeqradasiya göstərmişdir; lakin F4 bifunksional qrupdan yüksək qalmışdır.
• Aşağı BOD göstəricisi fiziki lif pozulmasının aşağı olduğu demək deyil.
• F2 və F6 kimi qruplarda səth eroziyası, çatlama və fragment yaranması minerallaşma göstəriciləri ilə eyni istiqamətdə davranmamışdır.
• Kimyəvi dəyişiklik növü vacibdir; “boyalı”, “apretli” və ya “yumşaldıcılı” kateqoriyaları vahid biodeqradasiya davranışına endirilə bilməz.
• Tədqiqat tekstil mənşəli sellülozik mikroliflərin yalnız bioloji mənşələrinə görə avtomatik olaraq qısaömürlü ekoloji hissəciklər hesab edilməməli olduğunu dəstəkləyir.

Tədqiqatın dəstəkləmədiyi nəticələr

• Tədqiqat bütün pambıq tekstillərinin ətraf mühitdə eyni sürətlə davamlı qaldığını göstərmir.
• %6,97 və ya %74,37 göstəriciləri real çay və ya dənizdə müəyyən təqvim müddətində dəqiq ekoloji yoxolma nisbəti deyil; nəzarətli 90 günlük respirometriya nəticələridir.
• Fiziki fragmentasiya tam biodeqradasiya və ya minerallaşma kimi qəbul edilə bilməz.
• Tədqiqat yaranan kiçik fragmentlərin sayını, ölçü paylanmasını və ya ətraf mühitə həqiqətən buraxılan miqdarını ölçməmişdir.
• Reaktiv boya və ya aprelerin ekoloji toksikliyi bu təcrübədə birbaşa ölçülməmişdir.
• Mənbədə müzakirə olunan boya parçalanma məhsulları və mümkün ekotoksiklik bu təcrübədə ölçülmüş yeni toksiklik nəticələri deyil; əlaqəli ədəbiyyatdan aparılan müzakirədir.
• Bir yumşaldıcının nəticəsi bütün kommersiya və ya kimyəvi yumşaldıcı sistemlərinə ümumiləşdirilə bilməz.
• 12 °C laboratoriya inkubasiyası bütün iqlim, mövsüm, mikrob icması və təbii su şəraitini təmsil etmir.

Mənbənin öz ölçmə üsulları arasındakı mühüm fərq

Tədqiqat iki üsul arasındakı uyğunsuzluğu səhv kimi gizlətmir. F2 boyanmağa hazırlanmış pambıq aşağı BOD göstəricisi verərkən çoxlu eroziya və qırılma göstərə bilmişdir. Eyni şəkildə F6-da mexaniki səth pozulması BOD minerallaşmasından daha irəliləmiş görünür. Müəlliflər bunu kiçik lif fragmentlərinin əmələ gəlməsi və onların mövcud təcrübədə ayrıca hesablanmaması ehtimalı ilə əlaqələndirirlər.

Bu məqam ekoloji şərh üçün kritikdir. Mikrolif “gözlə daha kiçik hissələrə ayrılır” deyə karbonun su, CO₂ və ya mikrob biokütləsi kimi son məhsullara qədər minerallaşdığı deyilə bilməz. Əksinə parçalanma başlanğıc lifdən daha kiçik və təcrübədə toplanmayan hissəciklərin yaranmasına səbəb ola bilər. Tədqiqat bu kiçik fragmentləri birbaşa ölçmədiyinə görə onların miqdarı və ya ekoloji davranışı haqqında yeni ədədi nəticə çıxarıla bilməz.

Metodun güclü tərəfləri

Tədqiqatın mühüm güclü tərəflərindən biri sürətləndirilmiş plastik biodeqradasiya testlərini olduğu kimi tətbiq etmək əvəzinə ISO 14851 metodunu ekoloji təmsil gücünü artırmaq məqsədilə uyğunlaşdırmasıdır. Aktivləşdirilmiş kanalizasiya şlamı və yüksəldilmiş temperatur əvəzinə təbii su mənşəli mikrob icması və 12 °C temperatur istifadə edilmişdir. Bu seçim daha sürətli biodeqradasiya yaratmaq əvəzinə daha təbii ekoloji şəraitə yaxınlaşmağı hədəfləyir.

İkinci güclü tərəf yalnız BOD-yə və ya yalnız SEM-ə əsaslanmamasıdır. Minerallaşma ilə səth morfologiyasını ayrı ölçmək lifin kimyəvi olaraq yavaş minerallaşarkən fiziki olaraq intensiv parçalanmasının mümkün olduğunu göstərə bilmişdir.

Üçüncü güclü tərəf tekstil kimyasının vahid kateqoriya kimi götürülməməsidir. İndiqo, monofunksional reaktiv boya, bifunksional reaktiv boya, durable-press apre və kationik yumşaldıcı ayrıca qiymətləndirilmişdir.

Təkrarlana bilmə baxımından mənbədə açıq qalan məqamlar

Əsas PDF bəzi detalları Supporting Information Section 2 və Section 3-ə yönləndirir. Boyama və apre tətbiqlərinin bütün resept parametrləri, ekoloji su analizlərinin tam Table S.1 dəyərləri və süni dəniz duzu tərkibinin Table S.2 detalları əsas mətndə verilmir. Buna görə Verianla bu parametrləri təxmin etməmişdir.

Əsas mətn qapalı respirometriya təcrübələrində hər F qrupu üçün müstəqil bioloji/texniki təkrar sayını açıq şəkildə göstərmir. SEM bölməsində hər lif növündən 18 mikrolifin təsadüfi görüntüləndiyi yazılıb; lakin bu ifadənin hər ekoloji matris üçün ayrıca 18 lif demək olub-olmadığı mətndə ayrıca dəqiqləşdirilmir.

Statistik üsullar açıqlansa da ümumi alfa həddi, hər test üçün bütün test statistikaları və bütün çoxsaylı müqayisə nəticələri əsas mətndə ətraflı cədvəl kimi verilmir. Buna görə yalnız mənbədə açıq şəkildə göstərilən p-dəyərləri ötürülmüşdür.

Mənbə daxilində qorunmalı iki qeyri-müəyyənlik

Birincisi vaxtlama: Xülasə bütün ssenarilərdə 366 günlük məruz qalmadan danışdıqdan dərhal sonra BOD faizlərini verir. Buna qarşılıq metod bölməsi qapalı respirometriya təcrübəsini açıq şəkildə 90 günlə məhdudlaşdırır və Şəkil 2 başlığı da “up to 90 days” deyir. Buna görə faizlərin 90 günlük BOD nəticələri olduğu metod və nəticələr bölməsi ilə dəstəklənir; xülasədəki 366 günlük ifadə ilə bu göstəricilərin eyni cümlə kontekstində verilməsi mənbədaxili ifadə qeyri-müəyyənliyidir.

İkincisi Tənlik (1)-dəki \(T_0\) tərifi: Mənbə \(T_0\)-ı “absolute zero temperature (K)” kimi müəyyən edir, lakin ədədi dəyər vermir. Verianla mənbədən kənar standart dəyər əlavə etməklə bu ifadəni səssizcə düzəltmir.

Tədqiqatçıların ümumi şərhi

Müəlliflər tekstil istehsalının sellüloza üzərində geri dönməz kimyəvi dəyişikliklər yaratdığı hallarda, xüsusilə reaktiv boya kimyasının, mikroliflərin su mühitində biodeqradasiya qabiliyyətini azalda biləcəyini düşünürlər. Bu nəticələrə görə ətraf mühitdə mövcud olan emal edilmiş tekstil mikroliflərinin sadəcə “təbii lif” adlandırılmasının yetərli olub-olmadığını sorğulayır və “antropogen şəkildə dəyişdirilmiş liflər” yanaşmasını müzakirəyə açırlar.

Bu ifadə yeni və məcburi ekoloji təsnifat standartı deyil. Tədqiqat nəticələrindən çıxış edərək müəlliflərin təklif etdiyi konseptual şərhdir.

Mənbə və Metod Qeydi

Orijinal tədqiqat: Reassessing cellulosic microfibre persistence: effects of pretreatments, dyes and finishes on biodegradation.

Müəlliflər: Olivia J. Skilbeck; Richard S. Blackburn; Paul Kay.

Bərabər töhfə: Mənbədə bərabər töhfə/birgə birinci müəllif bəyanı yoxdur.

Corresponding author: PDF-də Olivia J. Skilbeck adı və gy18o2s@leeds.ac.uk əlaqə ünvanı titul səhifəsində ayrıca verilmiş və məlumat tələbi üçün də eyni şəxs göstərilmişdir. Bununla belə mənbədə açıq “corresponding author” ifadəsi və ya ulduz işarəsi olmadığından bu rol qəti etiket kimi əlavə edilməmişdir.

Qurumlar: Leeds Institute of Textiles and Colour, School of Design, University of Leeds, UK; water@leeds, School of Geography, University of Leeds, UK.

Mənbə növü: Eksperimental ətraf mühit/tekstil elmi tədqiqat məqaləsi preprinti.

Rəy statusu: Mənbə PDF açıq şəkildə “This preprint research paper has not been peer reviewed” ifadəsini daşıyır; bu versiya rəy prosesindən keçməyib.

Platforma: SSRN.

SSRN abstract nömrəsi: 7624461.

Rəsmi keçid: https://ssrn.com/abstract=7624461

DOI: Yüklənmiş PDF-də DOI verilmir və etibarlı aktual rəsmi biblioqrafik qeyd üzərindən təsdiqlənə bilmədiyinə görə DOI əlavə edilməmişdir.

Nəşr/posted tarixi: Yüklənmiş PDF-nin görünən biblioqrafik sahəsində açıq posting/nəşr tarixi olmadığından dəqiq tarix əlavə edilməmişdir.

Jurnal / cild / say / məqalə nömrəsi: Bu mənbə versiyası rəyli jurnalın version of record qeydi kimi təqdim edilmir; müvafiq məlumatlar mənbədə yoxdur.

Lisenziya: Mənbə PDF-də açıq Creative Commons və ya ekvivalent təkrar istifadə lisenziyası aşkar edilməmişdir. SSRN-də əlçatan olması açıq təkrar istifadə icazəsi kimi qəbul edilməmişdir. Buna görə mənbənin kimyəvi quruluş təsvirləri, zaman sırası qrafiki və qutu qrafiklərinin vizual dizaynı kopyalanmamışdır.

Məlumatların əlçatanlığı: Məqalə ilə əlaqəli məlumatların müəllifdən sorğu əsasında əldə edilə biləcəyi bildirilir. Mənbə məlumat tələbi üçün Olivia J. Skilbeck və gy18o2s@leeds.ac.uk ünvanını verir.

Müəllif töhfələri: Bütün müəlliflər tədqiqat ideyasına və dizaynına töhfə veriblər. Olivia J. Skilbeck eksperimental işi dizayn edib və həyata keçirib. Bütün müəlliflər məlumatların şərhinə qatılıblar. İlk layihə Olivia J. Skilbeck tərəfindən yazılıb; bütün müəlliflər əvvəlki versiyalara şərh verib və son mətni oxuyub təsdiqləyiblər.

Maliyyələşdirmə: Tədqiqat Clothworkers' Company tərəfindən maliyyələşdirilən LITAC PhD Scholarship ilə dəstəklənmiş; əlavə olaraq Natural Environment Research Council (NERC) tərəfindən NE/Y003985/1 qrantı çərçivəsində maliyyələşdirilmişdir.

Maraqlar toqquşması: Müəlliflər tədqiqata təsir edə biləcək kommersiya və ya maliyyə münasibətlərinin olmadığını bəyan edirlər.

Biodeqradasiya metodu: ISO 14851 yanaşmasından uyğunlaşdırılmış qapalı respirometriya; təbii ekoloji inokulum, 12 °C, 50 mg mikrolif, 160 mL su matrisi, OxiTop-IDS, 0,5 g NaOH CO₂ tutucusu və 90 günlük təcrübə müddəti.

Uzunmüddətli səth analizi: Şirin su və süni dəniz suyu mühitində 12 °C-də 366 günlük məruz qalma; Hitachi SU3900 SEM; 20–40 nm qızıl örtük; eroziya, qırılma, fragment və biofilm metrikləri.

Statistika: OriginPro 2025; Shapiro-Wilk; One-Way ANOVA və ya Kruskal-Wallis/Dunn; BOD-zaman əlaqəsi üçün Pearson və ya Spearman korrelyasiyası. Əsas mətndə ümumi alfa həddi bildirilmir.

Əsas metodoloji məhdudiyyət: Tədqiqat təbii mühiti tam surətdə təkrarlamır. Laboratoriya şəraitində ekoloji təmsilçiliyi artırılmış təcrübələr aparılmışdır. BOD avadanlıq səbəbindən 90 günlə məhdudlaşdırılmışdır. SEM/topoqrafiya təcrübələri 366 gün davam etmişdir. Kiçilən fragmentlərin sonrakı ekoloji taleyi və real sahə davamlılığı birbaşa ölçülməmişdir.