Biobaseret plast kan reducere spild, men kun hvis vi investerer i både at lave og komme af med dem

Med nyheder om, at virksomheder som Starbucks, Hyatt og Marriott er blevet enige om at forbyde plastiksugerør, det er et passende tidspunkt at overveje plastikkens rolle i vores daglige liv. Plast er et ofte overset moderne vidunder – billige og multifunktionelle stoffer, der kan omdannes til utallige produkter.

Sugerør er kun den bogstavelige spids af menneskehedens plastikafhængighed. I 2016 nåede den globale produktion af plastharpiks næsten 335 millioner tons. Efter nogle skøn, det kan vokse til cirka 650 millioner tons i 2020, omkring 100 gange vægten af ​​Giza-pyramiden.

Vores laboratorium er et af en række forskerhold, der leder efter potentielle løsninger på samfundets plastikproblemer. Vi studerer en lille fotosyntetisk bakterie, som vi bruger som produktionsplatform til at omdanne lys og kuldioxid til vedvarende forbindelser, herunder bioplast alternativer. Biobaseret plast er en lovende mulighed for at reducere plastaffald, men at opskalere dem vil kræve betydelige investeringer, både ved fremstilling af dem og i særlige faciliteter til bortskaffelse af dem.

Langlivet affald

En stor del af verdens plastikproduktion fremstilles til engangsgenstande, såsom sugerør. Ja, fødevareemballage og fødevarerelaterede genstande, såsom kopper, bærebeholdere, krympefolie og plastikposer, udgør en stor del af al plastik fremstillet.

Mindre end 10 procent af alt plastaffald genanvendes på verdensplan. De fleste fødevareemballager af plast kan ikke let genbruges, hvis der sidder madrester fast på sig, fordi disse rester kan interferere med forskellige stadier af behandlingen. Som resultat, mange genbrugsanlæg vil ikke acceptere fødevareemballage.

Hvad med andet plastikaffald? Omkring 12 procent forbrændes, men næsten 80 procent ender på lossepladser eller miljøet. I havet, strømme samler plastikaffald i store flydende "øer" af affald.

Uanset om de er begravet eller flyder på havet, plast kan tage flere hundrede år at nedbryde. I processen kan de skylle op på land, skabe affalds- og turismehovedpine. Desuden, store plastikgenstande, og selv de mikropartikler, de kan slide ned i, er skadelige for en række dyreliv, herunder havfugle, marine liv og koraller.

Plast fra planter

En bred vifte af biobaseret plast fremstillet af vedvarende biologiske forbindelser har været under undersøgelse i mange år. I dag, mange kan tjene som drop-in erstatninger for den fossile brændstofbaserede plast, som de fleste af os kender, såsom polystyren og polyethylen.

Det meste bioplast fremstilles i øjeblikket ved at tage sukker fra planter, såsom majs og sukkerrør, og bruge mikroorganismer til at omdanne dem til råmaterialer, der i sidste ende kan omdannes til plastisk harpiks. Men der er en afvejning mellem at gøre bioplast bionedbrydeligt på den ene side og stadig holdbart nok til deres formål på den anden side. Et sugerør og en kop, der går i opløsning halvvejs gennem din roadtrip, er slet ikke til meget brug.

Mange af de mest lovende bioplaster i produktion og udvikling kan hurtigt nedbrydes under kontrollerede forhold, som dem i et komposteringsanlæg i stor skala. Her, bioplast kan blandes med andre organiske stoffer og blandes regelmæssigt for at sikre, at der er tilstrækkelig udluftning til at fremme hurtig nedbrydning. Et sådant anlæg, der er særligt engageret i at teste og forbedre nedbrydningen af ​​bioplast, er Cedar Grove, opereret ud af staten Washington. Slutresultatet er en rig kompost, der er velegnet til at gøde haver og afgrøder.

Imidlertid, selv biobaseret plast vil stadig sygne hen i årtier eller århundreder, hvis de smides i skraldespanden og begraves på lossepladser. Under overfladelaget på en losseplads, forholdene er ofte tørre, kølig og iltmangel. Alle disse faktorer modvirker væksten af ​​mikrober, der kan fremskynde nedbrydningen af ​​bioplast. Derimod komposterbar plast nedbrydes stort set inden for tre måneder i industrielle kompostanlæg, hvor forholdene forvaltes for at fremme beluftning og temperaturerne ofte er væsentligt højere på grund af al den mikrobielle aktivitet.

Tilsvarende det er usandsynligt, at udviklede materialer vil være biologisk nedbrydelige under alle miljøforhold. For eksempel, de må ikke nedbrydes i Arktis eller på bunden af ​​havet. Forhold i sådanne miljøer, såsom lave temperaturer og iltniveauer og højt tryk, kan hæmme væksten af ​​organismer, der virker til at bryde bindingerne i plastpolymerer, fører til meget langsommere nedbrudshastigheder.

Det betyder, at ethvert gennembrud inden for materialevidenskab skal kombineres med bæredygtige metoder til bioplastproduktion og et velsmurt system til at lede bioplastvarer ind i komposteringsanlæg.

Brug af mikrober til fremstilling af bioplast

At fremstille plast fra plantekilder er bestemt mere bæredygtigt end fossile brændstoffer-baserede tilgange, men det kræver jord og ferskvand at dyrke og behandle råmaterialerne. Vores forskningslaboratorium leder efter måder at træne fotosyntetiske mikrober (cyanobakterier), der naturligt kan udnytte solen til at lave de samme bioplastiske forbindelser.

I denne proces, disse mikrober spiller samme rolle som planter, ved hjælp af sollys og kuldioxid til at skabe sukkerarter, der kan omdannes til bioplast. Faktisk, cyanobakterier er mere effektive solomformere og kræver ikke jord eller ferskvand, så denne tilgang kunne mindske konkurrencen om jord og ressourcer.

Selvom det er nemt at skælde det ydmyge plastikhalm, det er svært at finde på erstatninger, der er så billige, lette og holdbare og er miljøvenlige. Jeg tror på, at fremskridt er muligt, men kun hvis forskerne i fællesskab kan finde på alternativer til bioplast, og sociale politikker støtter komposteringsinfrastrukturen til at bortskaffe dem på passende vis.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.