Photodegradation
फोटोडिग्रेडेशन प्रकाश द्वारा सामग्री का परिवर्तन है। आम तौर पर, इस शब्द का उपयोग सूर्य के प्रकाश और हवा की संयुक्त क्रिया को संदर्भित करने के लिए किया जाता है, जो ऑक्सीकरण और जल अपघटन का कारण बनती है। अक्सर फोटोडिग्रेडेशन को जानबूझकर टाला जाता है, क्योंकि यह चित्रों और अन्य कलाकृतियों को नष्ट कर देता है। हालाँकि, यह बायोमास के पुनर्योजीकरण के लिए आंशिक रूप से जिम्मेदार है और इसका उपयोग जानबूझकर कुछ कीटाणुशोधन प्रौद्योगिकियों में किया जाता है। फोटोडिग्रेडेशन इस बात पर लागू नहीं होता है कि इन्फ्रारेड प्रकाश या गर्मी के माध्यम से सामग्री कैसे पुरानी हो सकती है या खराब हो सकती है, लेकिन इसमें सभी पराबैंगनी प्रकाश तरंग पट्टियों में गिरावट शामिल है। अनुप्रयोग खाद्य पदार्थ फोटोडिग्रेडेशन से भोजन की सुरक्षा बहुत महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, कुछ पोषक तत्व सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने पर क्षरण से प्रभावित होते हैं। बीयर के मामले में, यूवी विकिरण एक ऐसी प्रक्रिया का कारण बनता है जिसमें हॉप कड़वे यौगिकों का 3-मिथाइल-2-ब्यूटेन-1-थियोल में क्षरण होता है और इसलिए स्वाद बदल जाता है। चूंकि एम्बर रंग के कांच में यूवी विकिरण को अवशोषित करने की क्षमता होती है, इसलिए इस प्रक्रिया को रोकने के लिए अक्सर ऐसे कांच से बीयर की बोतलें बनाई जाती हैं। पेंट, स्याही और रंग जो जैविक हैं, स्याही और रंग जो नहीं हैं, उनकी तुलना में फोटोडिग्रेडेशन के लिए अधिक संवेदनशील हैं। सिरेमिक लगभग सार्वभौमिक रूप से गैर-कार्बनिक मूल सामग्री के साथ रंगीन होते हैं ताकि सामग्री को अपने रंग को बनाए रखते हुए सबसे अथक परिस्थितियों में भी फोटोडिग्रेडेशन का विरोध करने की अनुमति मिल सके। कीटनाशक और जड़ी-बूटियाँ कृषि के पैमाने और रसायनों के गहन उपयोग के कारण कीटनाशकों का फोटोडिग्रेडेशन बहुत दिलचस्प है। हालांकि कीटनाशकों का चयन आंशिक रूप से सूर्य के प्रकाश में आसानी से फोटोडग्रेड न करने के लिए किया जाता है ताकि वे अपनी जैवनाशी गतिविधि कर सकें। इस प्रकार, उनके फोटोडिग्रेडेशन को बढ़ाने के लिए अधिक तौर-तरीकों को लागू किया जाता है, जिसमें फोटोसेंसिटाइज़र, फोटोकैटलिस्ट (जैसे, टाइटेनियम डाइऑक्साइड) का उपयोग और हाइड्रोजन पेरोक्साइड जैसे अभिकर्मकों को जोड़ना शामिल है जो हाइड्रॉक्सिल रेडिकल उत्पन्न करेंगे जो कीटनाशकों पर हमला करेंगे। फार्मास्यूटिकल्स फार्मास्यूटिकल्स का फोटोडिग्रेडेशन दिलचस्प है क्योंकि वे कई जल आपूर्ति में पाए जाते हैं। विषाक्तता, अंतःस्रावी व्यवधान, आनुवंशिक क्षति सहित जलीय जीवों पर उनके हानिकारक प्रभाव होते हैं। लेकिन प्राथमिक पैकेजिंग सामग्री में भी फार्मास्यूटिकल्स के फोटोडिग्रेडेशन को रोकना होगा। इसके लिए, फिओलैक्स एम्बर और कॉर्निंग 51-एल जैसे एम्बर चश्मे का उपयोग आमतौर पर यूवी विकिरण से दवा को बचाने के लिए किया जाता है। आयोडीन (लुगोल के घोल के रूप में) और कोलॉइडल सिल्वर का सार्वभौमिक रूप से पैकेजिंग में उपयोग किया जाता है जो बहुत कम यूवी प्रकाश से गुजरता है ताकि क्षरण से बचा जा सके। पॉलिमर आम सिंथेटिक पॉलिमर जिन पर हमला किया जा सकता है उनमें पॉलीप्रोपाइलीन और एलडीपीई शामिल हैं, जहां उनकी श्रृंखला संरचनाओं में तृतीयक कार्बन बंधन हमले के केंद्र हैं। पराबैंगनी किरणें इन बंधनों के साथ अंतःक्रिया करके मुक्त कण बनाती हैं, जो फिर वायुमंडल में ऑक्सीजन के साथ आगे प्रतिक्रिया करती हैं, जिससे मुख्य श्रृंखला में कार्बोनिल समूहों का उत्पादन होता है। उत्पादों की उजागर सतहों का रंग बदल सकता है और दरार पड़ सकती है, और चरम मामलों में, उत्पाद का पूर्ण विघटन हो सकता है। यू. वी. क्षरण को प्लास्टिक से बनी वस्तुओं जैसे उपरोक्त पॉलीप्रोपाइलीन, साथ ही पॉलीइथिलीन, और पी. वी. सी. (विशेष रूप से सफेद या बेज रंग का प्लास्टिक, भले ही यह रंग की परवाह किए बिना उक्त प्लास्टिक को प्रभावित कर सकता है), पीले रंग (या भूरे रंग, यदि बहुत लंबे समय तक खराब होने के लिए छोड़ दिया जाता है), या पीले रंग का आभास होने के लिए जाना जाता है। इस प्रक्रिया को तेज किया जा सकता है यदि प्लास्टिक उच्च तापमान के संपर्क में आता है, और इसके अलावा, पीले होने का खतरा कुछ योजकों द्वारा बढ़ाया जा सकता है, जैसे कि ब्यूटाइलेटेड हाइड्रॉक्सीटोलुइन (बीएचटी), एक सामान्य रूप से उपयोग किया जाने वाला एंटीऑक्सीडेंट, या ब्रोमिनेटेड फ्लेम रिटार्डेंट (बीएफआर), जिसका उपयोग कुछ सामग्रियों के अग्नि प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए किया जाता है। बाहरी अनुप्रयोगों में उपयोग की जाने वाली रस्सी जैसे फाइबर उत्पादों में, उत्पाद का जीवन कम होगा क्योंकि बाहरी तंतुओं पर पहले हमला किया जाएगा, और उदाहरण के लिए घर्षण से आसानी से क्षतिग्रस्त हो जाएगा। रस्सी का मलिनकिरण भी हो सकता है, इस प्रकार समस्या की प्रारंभिक चेतावनी दे सकता है। पॉलिमर जिनमें यूवी-अवशोषित करने वाले समूह होते हैं जैसे कि सुगंधित वलय भी यूवी क्षरण के प्रति संवेदनशील हो सकते हैं। उदाहरण के लिए केवलर जैसे अरामिड फाइबर अत्यधिक यूवी-संवेदनशील होते हैं और इन्हें सूर्य के प्रकाश के हानिकारक प्रभावों से बचाया जाना चाहिए। तंत्र कई कार्बनिक रसायन ऑक्सीजन की उपस्थिति में ऊष्मागतिकीय रूप से अस्थिर होते हैं; हालाँकि, कमरे के तापमान पर उनके सहज ऑक्सीकरण की दर धीमी होती है। भौतिक रसायन विज्ञान की भाषा में, इस तरह की प्रतिक्रियाएं गतिज रूप से सीमित हैं। यह गतिज स्थिरता पर्यावरण में जटिल पर्यावरणीय संरचनाओं के संचय की अनुमति देती है। प्रकाश के अवशोषण पर, ट्रिपल ऑक्सीजन एकल ऑक्सीजन में परिवर्तित हो जाती है, जो गैस का एक अत्यधिक प्रतिक्रियाशील रूप है, जो स्पिन-अनुमत ऑक्सीकरण को प्रभावित करता है। वायुमण्डलमे कार्बनिक यौगिकसभ हाइड्रॉक्सिल मूलक द्वारा अवक्रमित होइत अछि जे जल आ ओजोनसँ उत्पन्न होइत अछि। प्रकाश रासायनिक प्रतिक्रियाएँ एक फोटॉन के अवशोषण द्वारा शुरू की जाती हैं, आमतौर पर तरंग दैर्ध्य सीमा 290-700 nm (पृथ्वी की सतह पर) में। एक अवशोषित फोटॉन की ऊर्जा को अणु में इलेक्ट्रॉनों में स्थानांतरित किया जाता है और संक्षेप में उनके विन्यास को बदल देता है (यानी, अणु को जमीनी अवस्था से उत्तेजित अवस्था में बढ़ावा देता है)। उत्तेजित अवस्था अनिवार्य रूप से एक नए अणु का प्रतिनिधित्व करती है। अक्सर उत्तेजित अवस्था के अणु O2 या H2O की उपस्थिति में गतिज रूप से स्थिर नहीं होते हैं और अनायास विघटित (ऑक्सीकरण या हाइड्रोलाइज) हो सकते हैं। कभी-कभी अणु उच्च ऊर्जा, अस्थिर टुकड़े उत्पन्न करने के लिए विघटित हो जाते हैं जो उनके आसपास के अन्य अणुओं के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं। दोनों प्रक्रियाओं को सामूहिक रूप से प्रत्यक्ष फोटोलिसिस या अप्रत्यक्ष फोटोलिसिस के रूप में संदर्भित किया जाता है, और दोनों तंत्र प्रदूषकों को हटाने में योगदान करते हैं। फोटोडिग्रेडेशन के लिए प्लास्टिक के परीक्षण के लिए संयुक्त राज्य अमेरिका का संघीय मानक 40 सी. एफ. आर. सीएच है। I (7-1-03 संस्करण) भाग 238 फोटोडिग्रेडेशन के खिलाफ सुरक्षा प्लास्टिक और अन्य सामग्रियों के फोटोडिग्रेडेशन को बहुलक स्टेबलाइज़र के साथ रोका जा सकता है, जिनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इन योजकों में एंटीऑक्सीडेंट शामिल हैं, जो क्षरण प्रक्रियाओं को बाधित करते हैं। विशिष्ट एंटीऑक्सीडेंट एनिलिन के व्युत्पन्न हैं। एक अन्य प्रकार के योजक यूवी-अवशोषक हैं। ये कारक फोटॉन को पकड़ते हैं और इसे गर्मी में बदल देते हैं। विशिष्ट यूवी-अवशोषक हाइड्रॉक्सी-प्रतिस्थापित बेंजोफेनोन होते हैं, जो सनस्क्रीन में उपयोग किए जाने वाले रसायनों से संबंधित होते हैं। क्षरण प्रक्रिया को उलटने और पीले रंग के प्लास्टिक को बहाल करने के लिए समय के साथ कई तरीके भी खोजे गए हैं। इनका उपयोग आमतौर पर पुराने इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों पर पीले रंग के बटन, केस या अन्य प्लास्टिक घटकों को बहाल करने के तरीके के रूप में किया जाता है। इस प्रक्रिया (जिसे अक्सर "रेट्रोब्राइट" के रूप में संदर्भित किया जाता है) में प्लास्टिक की सतह (यूवी प्रकाश के साथ) के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए एक ब्लीचिंग एजेंट (आमतौर पर हाइड्रोजन पेरोक्साइड, हालांकि क्लोरीन ब्लीच जैसे अन्य रसायनों का भी उपयोग किया जा सकता है) प्राप्त करना शामिल है, जिसके परिणामस्वरूप प्लास्टिक सफ़ेद हो जाता है, सफलता के विभिन्न स्तरों तक। जबकि यह ज्यादातर समय काम करने के लिए जाना जाता है, रेट्रोब्रिटिंग की कमी यह है कि, सबसे पहले, परिणाम हमेशा उम्मीद के अनुसार नहीं निकलते हैं (विशेष रूप से जीवंत रंग के प्लास्टिक के साथ), और दूसरी बात, कुछ तरीके अनपेक्षित प्रभाव पैदा कर सकते हैं, जैसे कि मार्बलिंग (जहां प्लास्टिक कुछ स्थानों पर दूसरों की तुलना में हल्का या गहरा होता है)। प्लास्टिक बैग पॉलिमर क्षरण यूवी क्षरण संदर्भ स्रोत बोल्ट्रेस, बेटाइन, "जब कांच फार्मा से मिलता है", ईसीवी एडिशियो कैंटर, 2015, रासायनिक प्रतिक्रियाएं प्लास्टिक और पर्यावरण बायोडिग्रेडेबल अपशिष्ट प्रबंधन प्रकाश रसायन प्रकाश आणविक जीव विज्ञान पर्यावरण रसायन विज्ञान