Japońscy naukowcy udowodnili, że nowy rodzaj ekologicznego plastiku ulega rozkładowi w warunkach głębin morskich. To ważny krok w kierunku ograniczenia plastikowych odpadów w oceanach.
W czasach, gdy plastikowe odpady zagrażają ekosystemom wodnym na całym świecie, nadzieją na poprawę może okazać się nowy rodzaj bioplastiku opracowany przez japońskich naukowców. Choć dopiero w przyszłości, kiedy stanie się on standardem.
Mowa o LAHB, czyli polimerze na bazie kwasu mlekowego i hydroksymaślanu. W warunkach rzeczywistego zanurzenia w głębinach oceanu materiał ten uległ biodegradacji aż w 82% w ciągu 13 miesięcy – coś, z czym konwencjonalne plastiki sobie nie radzą.
Bioplastik testowany w warunkach rzeczywistych
Zespół badaczy z Shinshu University, JAMSTEC oraz Gunma University przeprowadził eksperyment polegający na zanurzeniu próbek LAHB na głębokości 855 metrów w pobliżu wyspy Hatsushima. Przez ponad rok materiał poddawany był działaniu niskich temperatur (3,6 °C), wysokiego ciśnienia i ograniczonej ilości tlenu – czyli warunków typowych dla głębin oceanu.
Po 13 miesiącach, folia LAHB zawierająca 13% kwasu mlekowego straciła ponad 82% swojej masy. Dla porównania, klasyczny biodegradowalny plastik PLA nie wykazał żadnych oznak degradacji – ani utraty wagi, ani zmian powierzchni. Co więcej, powierzchnia LAHB została skolonizowana przez mikroorganizmy, które aktywnie uczestniczyły w procesie rozkładu tworzywa.
Mikrobiologiczna rozbiórka plastiku
Zespół badaczy przeanalizował tzw. „plastisferę”, czyli zbiorowisko mikroorganizmów tworzących biofilm na powierzchni plastiku. Okazało się, że różne gatunki bakterii odegrały kluczowe role na kolejnych etapach rozkładu tworzywa.
Pierwsze w kolejności bakterie z grupy Gammaproteobacteria, takie jak Colwellia, Pseudoteredinibacter, czy Agarilytica, wytwarzały specjalistyczne enzymy rozkładające polimery na mniejsze fragmenty. Kolejne mikroorganizmy, w tym Alpha-proteobacteria i Desulfobacterota, konsumowały powstałe monomery, przekształcając je ostatecznie w wodę, dwutlenek węgla i inne nieszkodliwe związki.
Przełom w biodegradowalnych tworzywach?
Pomimo rosnącej popularności plastiku bioopartego, wciąż pozostaje problem ich faktycznej degradacji w środowisku morskim. Według raportu OECD „Global Plastics Outlook” z 2022 roku, w 2019 roku na świecie wyprodukowano 353 miliony ton odpadów plastikowych, z czego około 1,7 miliona ton trafiło bezpośrednio do wód.
Badania nad LAHB pokazują, że możliwe jest stworzenie tworzywa, które realnie ulega biodegradacji nawet w trudnych warunkach środowiskowych.
– Nasze badania pokazują po raz pierwszy, że mikrobiologiczny poliester na bazie kwasu mlekowego – LAHB – ulega aktywnej biodegradacji i mineralizacji nawet na dnie oceanu, gdzie konwencjonalne PLA pozostaje całkowicie nierozkładalne – mówi prof. Seiichi Taguchi z Shinshu University:
W kierunku gospodarki obiegu zamkniętego
Odkrycie to może mieć ogromne znaczenie dla rozwoju gospodarki o obiegu zamkniętym i zmniejszenia zależności od tworzyw sztucznych opartych na paliwach kopalnych. Udowodniona zdolność do biodegradacji LAHB w rzeczywistych warunkach morskich czyni go jednym z najbardziej obiecujących kandydatów na przyszłościowy, bezpieczniejszy materiał.
Foto: Japan Agency For Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC).