UPPSC 2022 प्रारंभिक प्रश्नपत्र-I · प्रश्न 134 / 150

सही उत्तर — (b) ऊन। जैव-निम्नीकरण जीवाणु व कवक जैसे सूक्ष्मजीवों द्वारा कार्बनिक पदार्थ का टूटना है, इसलिए किसी भी पदार्थ की जाँच सरल है: क्या यह ऐसा कार्बनिक पदार्थ है जिसे सूक्ष्मजीव अपने एन्ज़ाइमों से तोड़ सकते हैं? ऊन ऐसा है। यह किरेटिन, एक प्रोटीन से बना प्राकृतिक पशु रेशा है — अमीनो अम्लों की एक शृंखला जिसमें कार्बन-नाइट्रोजन कंकाल होता है, जिसे मृदा व जल के सूक्ष्मजीव प्रोटियोलिटिक एन्ज़ाइमों से सहजता से नष्ट कर देते हैं, जिससे कार्बन, नाइट्रोजन व सल्फर पोषक-चक्र में वापस मुक्त हो जाते हैं। समुद्री वातावरण में निम्नीकरण के लिए सांकेतिक आँकड़े ऊन के दस्तानों को लगभग एक वर्ष रखते हैं, प्लास्टिक की बोतल के लगभग एक शताब्दी की तुलना में, एल्यूमीनियम के डिब्बों के लगभग दो शताब्दियों की तुलना में तथा काँच की व्यावहारिक रूप से अनन्त बनी रहने की तुलना में। (इन समय-सीमाओं को स्थिरांक के बजाय परिमाण के क्रम मानें — प्रकाशित आँकड़े पर्यावरण के अनुसार व्यापक रूप से भिन्न होते हैं।) शेष तीनों विकल्प दो अलग कारणों से इस जाँच में असफल होते हैं। काँच व एल्यूमीनियम अकार्बनिक हैं — एक सिलिकेट व एक धात्विक तत्त्व — इसलिए किसी सूक्ष्मजीव के खाने हेतु वहाँ सिरे से कोई कार्बन-कंकाल नहीं है; जैव-निम्नीकरण तत्त्वों पर लागू नहीं होता। परम्परागत प्लास्टिक में कार्बन-कंकाल होते ही हैं, परन्तु बन्ध व शृंखला-संरचनाएँ संश्लेषित हैं, और सूक्ष्मजीवों ने ऐसे एन्ज़ाइम विकसित नहीं किए हैं जो इन्हें किसी उपयोगी दर पर तोड़ सकें, यही कारण है कि प्लास्टिक विघटित होने के बजाय खण्डित व अपक्षयित होता है।

• (a)प्लास्टिक के कप — परम्परागत प्लास्टिक एक जैव-निम्नीकरणीय न होने वाले प्रदूषक के मानक पाठ्य-पुस्तक उदाहरण हैं। यद्यपि ये कार्बन-आधारित हैं, इनकी बहुलक शृंखलाएँ संश्लेषित हैं और सूक्ष्मजीवों के पास ऐसे एन्ज़ाइम का अभाव है जो इन्हें किसी सार्थक दर पर काट सकें; सूर्यप्रकाश व घर्षण वस्तु को क्रमशः छोटे-छोटे टुकड़ों में — अन्ततः माइक्रोप्लास्टिक में — तोड़ते हैं, न कि उसे खनिजीकृत करते हैं। समुद्री वातावरण के सांकेतिक आँकड़े प्लास्टिक की बोतल के लिए लगभग एक सौ वर्ष तक जाते हैं।
• (c)काँच की बोतल — काँच एक रासायनिक रूप से निष्क्रिय सिलिकेट है — एक अकार्बनिक ठोस जिसमें न कोई कार्बन-कंकाल है और न किसी सूक्ष्मजीव के लिए कोई पोषक मूल्य। यह सिरे से जैव-निम्नीकृत नहीं होता; यह केवल यांत्रिक रूप से छोटे टुकड़ों में टूटता है। काँच अत्यधिक पुनर्चक्रण-योग्य है, परन्तु पुनर्चक्रण-योग्यता व जैव-निम्नीकरणशीलता अलग-अलग गुण हैं, और प्रश्न दूसरे के बारे में पूछता है।
• (d)एल्यूमीनियम फॉइल — एल्यूमीनियम एक धात्विक तत्त्व है, और जैव-निम्नीकरण तत्त्वों पर लागू नहीं होता — वहाँ सूक्ष्मजीवों के चयापचय हेतु कोई कार्बनिक अणु नहीं है। एल्यूमीनियम संक्षारित व ऑक्सीकृत होता है, परन्तु यह रसायन-विज्ञान है, जैविक अपघटन नहीं; समुद्री वातावरण के सांकेतिक अनुमान एल्यूमीनियम के डिब्बों के लिए लगभग दो सौ वर्ष तक जाते हैं। काँच की तरह, इसका पुनर्चक्रण मूल्यवान है और खाद बनाना व्यर्थ है।

जैव-निम्नीकरणीय पदार्थ वे हैं जिन्हें अपघटक जीव — मुख्यतः जीवाणु व कवक — तोड़कर सरल पदार्थों में बदल सकते हैं जो प्राकृतिक पोषक-चक्रों में पुनः प्रवेश करते हैं। कार्यशील मापदण्ड यह है कि क्या पदार्थ ऐसा कार्बनिक पदार्थ है जो कार्बन-हाइड्रोजन शृंखलाओं पर बना है जिन पर विद्यमान सूक्ष्मजीवीय एन्ज़ाइम आक्रमण कर सकें: कागज़, कपास, ऊन, चमड़ा, खाद्य अपशिष्ट, मल-द्रव्य, मूत्र, जूट व लकड़ी जैसे पौधे व पशु उत्पाद सभी योग्य हैं। जैव-निम्नीकरण-रहित पदार्थ या तो अकार्बनिक हैं (काँच, धातुएँ, चीनी मिट्टी) या ऐसे संश्लेषित कार्बनिक हैं जिनके बन्धन किसी सामान्य एन्ज़ाइम पर फिट नहीं होते (अधिकांश प्लास्टिक, नायलॉन व पॉलिएस्टर जैसे संश्लेषित रेशे, DDT तथा कई कीटनाशक)। यह भेद अपशिष्ट प्रबन्धन के लिए महत्त्वपूर्ण है क्योंकि जैव-निम्नीकरणीय अपशिष्ट वह खाद-योग्य, गीला अंश है जिसे मृदा में लौटाया जा सकता है, जबकि जैव-निम्नीकरण-रहित अंश जमा होता जाता है — और कुछ जैव-निम्नीकरण-रहित कार्बनिक पदार्थ इससे भी बुरे हैं, क्योंकि वसा-घुलनशील व दीर्घस्थायी होने के कारण वे खाद्य-शृंखला में जैव-आवर्धित होते हैं।

तर्क का मार्ग यह है कि समय के बारे में सोचने से पहले चारों विकल्पों को उत्पत्ति के अनुसार क्रमबद्ध करें। इनमें से दो — काँच व एल्यूमीनियम — अकार्बनिक हैं, इसलिए वे तुरन्त बाहर हो जाते हैं चाहे अनावरण-काल कुछ भी हो; सूक्ष्मजीव किसी सिलिकेट अथवा धातु को नहीं खा सकते। इससे प्लास्टिक व ऊन बचते हैं, दोनों कार्बन-आधारित, और अब प्रश्न प्राकृतिक-बनाम-संश्लेषित बन जाता है। ऊन किसी पशु द्वारा बनाया गया प्रोटीन है, इसलिए वे अपघटक जो अरबों वर्षों से प्रोटीनों को तोड़ते आए हैं, इसे सामान्य रूप से संभाल लेते हैं। प्लास्टिक बिना किसी विकासवादी पूर्ववृत्त वाला एक प्रयोगशाला-बहुलक है, इसलिए यह टिका रहता है। यह दो-चरणीय जाँच — पहले अकार्बनिक, फिर प्राकृतिक-बनाम-संश्लेषित — किसी राज्य PCS द्वारा पूछे जाने वाले लगभग हर जैव-निम्नीकरणशीलता प्रश्न का उत्तर देती है। 'जैव-निम्नीकरणीय' व 'पुनर्चक्रण-योग्य' के बीच सामान्य भ्रम से सावधान रहें: काँच व एल्यूमीनियम पुनर्चक्रण में बहुत उच्च अंक पाते हैं और जैव-निम्नीकरण में शून्य, और दोनों गुण प्रायः विकल्पों में जान-बूझकर मिला दिए जाते हैं।

• जैव-निम्नीकरण जीवाणु व कवक जैसे सूक्ष्मजीवों द्वारा कार्बनिक पदार्थ का टूटना है; यह तत्त्वों पर लागू नहीं होता, इसलिए एल्यूमीनियम जैसी धातुएँ जैव-निम्नीकृत नहीं होतीं।
• ऊन एक किरेटिन प्रोटीन रेशा है — कार्बनिक पशु पदार्थ — जिसे मृदा व जल के सूक्ष्मजीव उपापचयित करते हैं; समुद्री वातावरण के सांकेतिक अनुमान ऊन के दस्तानों को लगभग एक वर्ष रखते हैं।
• जैव-निम्नीकरण-रहित विकल्पों हेतु सांकेतिक समुद्री स्थायित्व: प्लास्टिक की बोतल लगभग 100 वर्ष, एल्यूमीनियम के डिब्बे लगभग 200 वर्ष, तथा काँच की बोतलें व्यावहारिक रूप से अनन्त। ये परिमाण-क्रम के आँकड़े हैं और स्रोत व वातावरण के अनुसार व्यापक रूप से भिन्न होते हैं।
• काँच एक अक्रिय सिलिकेट है तथा एल्यूमीनियम एक धात्विक तत्त्व है — दोनों में सूक्ष्मजीवों हेतु कोई कार्बन-कंकाल नहीं है; परम्परागत प्लास्टिक में कार्बन-कंकाल होते हैं परन्तु ऐसे बन्ध होते हैं जिन पर आक्रमण करने के लिए सूक्ष्मजीव विकसित नहीं हुए हैं।
• सामान्य जैव-निम्नीकरणीय अपशिष्ट: खाद्य अपशिष्ट, कागज़, कपास, जूट, ऊन, चमड़ा, लकड़ी, मल-द्रव्य व मूत्र। सामान्य जैव-निम्नीकरण-रहित अपशिष्ट: प्लास्टिक, संश्लेषित रेशे, काँच, धातुएँ, तथा DDT जैसे दीर्घस्थायी कीटनाशक।

• 'जैव-निम्नीकरणीय' को 'पुनर्चक्रण-योग्य' से भ्रमित करना — काँच व एल्यूमीनियम अत्यधिक पुनर्चक्रण-योग्य हैं और पूर्णतः जैव-निम्नीकरण-रहित हैं
• यह मान लेना कि हर कार्बन-आधारित पदार्थ जैव-निम्नीकृत होता है; प्लास्टिक कार्बन-आधारित हैं और नहीं होते, क्योंकि उनके बन्ध संश्लेषित होते हैं
• धीमे भौतिक टूटन — प्लास्टिक का माइक्रोप्लास्टिक में उखड़ना, एल्यूमीनियम का संक्षारण — को जैविक अपघटन के रूप में पढ़ना

UPPSC इसे प्राकृतिक व संश्लेषित पदार्थों की मिश्रित सूची के साथ एक-पंक्ति 'कौन-सा जैव-निम्नीकरणीय है / नहीं है' के रूप में पूछता है, और इसने एक से अधिक वर्ष ऐसा किया है। UPSC यही रसायन-विज्ञान अप्रत्यक्ष रूप से पूछता है — माइक्रोप्लास्टिक, विस्तारित उत्पादक उत्तरदायित्व, जैव-उपचार अथवा दीर्घस्थायी प्रदूषकों के माध्यम से — परन्तु अन्तर्निहित जाँच कभी नहीं बदलती: प्राकृतिक कार्बनिक पदार्थ अपघटित होता है, संश्लेषित व अकार्बनिक पदार्थ नहीं।

• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  निम्नलिखित में से पदार्थों का कौन-सा युग्म सही वर्गीकृत है ?

  • (a)जूट — जैव-निम्नीकरण-रहित; नायलॉन — जैव-निम्नीकरणीय
  • (b)कपास — जैव-निम्नीकरणीय; पॉलिएस्टर — जैव-निम्नीकरण-रहित
  • (c)चमड़ा — जैव-निम्नीकरण-रहित; कागज़ — जैव-निम्नीकरण-रहित
  • (d)लकड़ी — जैव-निम्नीकरण-रहित; एल्यूमीनियम — जैव-निम्नीकरणीय

  उत्तर(b) कपास — जैव-निम्नीकरणीय; पॉलिएस्टर — जैव-निम्नीकरण-रहित। कपास एक प्राकृतिक सेलुलोज़ रेशा है जिसे अपघटक तोड़ते हैं; पॉलिएस्टर एक संश्लेषित बहुलक है जिसे वे नहीं तोड़ सकते। जूट, चमड़ा, कागज़ व लकड़ी सभी जैव-निम्नीकरणीय हैं, और एल्यूमीनियम कभी नहीं होता।

• अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं

  निम्नलिखित में से कौन-सा सबसे अच्छा यह बताता है कि अधिकांश परम्परागत प्लास्टिक जैव-निम्नीकरण-रहित क्यों हैं ?

  • (a)इनमें कोई कार्बन परमाणु नहीं होता
  • (b)ये सूक्ष्मजीवों के प्रवेश हेतु बहुत सघन होते हैं
  • (c)सूक्ष्मजीवों के पास ऐसे एन्ज़ाइम का अभाव है जो इनके संश्लेषित बहुलक बन्धों को तोड़ सकें
  • (d)सूक्ष्मजीवों के इन पर कार्य करने से पहले ये जल में घुल जाते हैं

  उत्तर(c) सूक्ष्मजीवों के पास ऐसे एन्ज़ाइम का अभाव है जो इनके संश्लेषित बहुलक बन्धों को तोड़ सकें — प्लास्टिक कार्बन-आधारित हैं, परन्तु इनकी शृंखलाएँ मानव-निर्मित हैं और इनका कोई विकासवादी पूर्ववृत्त नहीं है, इसलिए अपघटक इन्हें किसी उपयोगी दर पर उपापचयित नहीं कर सकते।