Met nieuws dat bedrijven als Starbucks, Hyatt en Marriott zijn overeengekomen om plastic rietjes te verbieden. het is een passend moment om stil te staan ​​bij de rol van plastic in ons dagelijks leven. Kunststoffen zijn een modern wonder dat vaak over het hoofd wordt gezien:goedkope en veelzijdige stoffen die tot talloze producten kunnen worden verwerkt.

Rietjes zijn slechts het letterlijke topje van de plasticverslaving van de mensheid. In 2016 bereikte de wereldwijde productie van kunststofhars bijna 335 miljoen ton. Volgens sommige schattingen het zou tegen 2020 kunnen groeien tot ongeveer 650 miljoen ton, ongeveer 100 keer het gewicht van de piramide van Gizeh.

Ons lab is een van een aantal onderzoeksteams die op zoek zijn naar mogelijke oplossingen voor de plastic problemen van de samenleving. We bestuderen een kleine fotosynthetische bacterie, die we gebruiken als productieplatform om licht en koolstofdioxide om te zetten in hernieuwbare verbindingen, inclusief bioplastic alternatieven. Biobased plastics zijn een veelbelovende optie om plastic afval te verminderen, maar om ze op te schalen zullen forse investeringen nodig zijn, zowel bij het maken ervan als in speciale voorzieningen om ze weg te gooien.

Langlevend afval

Een groot deel van 's werelds plastic output wordt vervaardigd in objecten voor eenmalig gebruik, zoals rietjes. Inderdaad, voedselverpakkingen en voedselgerelateerde voorwerpen, zoals kopjes, ophaalcontainers, krimpfolie en plastic zakken, een groot deel van alle gemaakte kunststoffen voor hun rekening nemen.

Wereldwijd wordt minder dan 10 procent van al het plastic afval gerecycled. De meeste plastic voedselverpakkingen kunnen niet gemakkelijk worden gerecycled als er voedselresten aan vastzitten, omdat deze residuen kunnen interfereren met verschillende stadia van verwerking. Als resultaat, veel recyclingfabrieken accepteren geen voedselverpakkingen.

Hoe zit het met ander plastic afval? Ongeveer 12 procent wordt verbrand, maar bijna 80 procent komt op stortplaatsen of in het milieu terecht. In de oceaan, stromingen verzamelen plastic afval in grote drijvende "eilanden" van afval.

Of ze nu begraven liggen of op zee drijven, plastic kan honderden jaren nodig hebben om af te breken. Daarbij kunnen ze aanspoelen op de wal, het creëren van zwerfvuil en toeristische hoofdpijn. Verder, grote plastic voorwerpen, en zelfs de microdeeltjes waarin ze kunnen verslijten, schadelijk zijn voor een verscheidenheid aan dieren in het wild, inclusief zeevogels, zeeleven en koralen.

Plastic van planten

Er wordt al jaren onderzoek gedaan naar een grote verscheidenheid aan biogebaseerde kunststoffen gemaakt van hernieuwbare biologische verbindingen. Vandaag, velen kunnen dienen als drop-in vervangers voor de op fossiele brandstoffen gebaseerde kunststoffen waarmee de meesten van ons bekend zijn, zoals polystyreen en polyethyleen.

De meeste bioplastics worden momenteel gemaakt door suikers afkomstig van planten, zoals maïs en suikerriet, en het gebruik van micro-organismen om ze om te zetten in grondstoffen die uiteindelijk kunnen worden gevormd tot plastic hars. Maar er is een afweging tussen het biologisch afbreekbaar maken van bioplastics aan de ene kant en aan de andere kant duurzaam genoeg voor hun doel. Een rietje en beker die halverwege je roadtrip uit elkaar vallen heb je helemaal niet veel aan.

Veel van de meest veelbelovende bioplastics in productie en ontwikkeling kunnen onder gecontroleerde omstandigheden snel worden afgebroken. zoals die in een grootschalige composteringsinstallatie. Hier, biokunststoffen kunnen worden vermengd met andere organische stoffen en regelmatig worden gemengd om ervoor te zorgen dat er voldoende beluchting is om een ​​snelle afbraak te bevorderen. Een dergelijke faciliteit die zich met name bezighoudt met het testen en verbeteren van de afbraak van bioplastics is Cedar Grove, opereerde vanuit de staat Washington. Het eindresultaat is een rijke compost die geschikt is voor het bemesten van tuinen en gewassen.

Echter, zelfs biogebaseerde kunststoffen zullen nog decennia of eeuwen wegkwijnen als ze in de prullenbak worden gegooid en op stortplaatsen worden begraven. Onder de oppervlaktelaag van een stortplaats, de omstandigheden zijn vaak droog, koel en zonder zuurstof. Al deze factoren ontmoedigen de groei van microben die de afbraak van bioplastics kunnen versnellen. Daarentegen, composteerbare kunststoffen worden binnen drie maanden grotendeels afgebroken in industriële compostfaciliteiten, waar de omstandigheden worden beheerd om beluchting te bevorderen en de temperaturen vaak aanzienlijk hoger zijn vanwege alle microbiële activiteit.

evenzo, het is onwaarschijnlijk dat ontwikkelde materialen onder alle omgevingsomstandigheden biologisch afbreekbaar zijn. Bijvoorbeeld, ze mogen niet kapot gaan in het noordpoolgebied of op de bodem van de oceaan. Omstandigheden in dergelijke omgevingen, zoals lage temperaturen en zuurstofniveaus en hoge druk, kan de groei remmen van organismen die de bindingen binnen plastic polymeren verbreken, wat leidt tot veel langzamere afbraaksnelheden.

Dit betekent dat alle doorbraken in de materiaalwetenschap gepaard moeten gaan met duurzame methoden voor de productie van bioplastic en een goed geolied systeem om bioplastic goederen naar compostfaciliteiten te leiden.

Microben gebruiken om bioplastics te maken

Het maken van plastic uit plantaardige bronnen is zeker duurzamer dan op fossiele brandstoffen gebaseerde benaderingen, maar het vereist land en zoet water om te groeien en de grondstoffen te verwerken. Ons onderzoekslab zoekt naar manieren om fotosynthetische microben (cyanobacteriën) te trainen die van nature de zon kunnen gebruiken om dezelfde bioplastische verbindingen te maken.

In dit proces, deze microben vervullen dezelfde rol als planten, zonlicht en koolstofdioxide gebruiken om suikers te maken die kunnen worden omgezet in bioplastics. In feite, cyanobacteriën zijn efficiëntere zonne-omvormers en hebben geen grond of zoet water nodig, dus deze benadering zou de concurrentie om land en hulpbronnen kunnen verminderen.

Hoewel het gemakkelijk is om het nederige plastic rietje te belasteren, het is moeilijk om vervangingen te bedenken die even goedkoop zijn, lichtgewicht en duurzaam en zijn milieuvriendelijk. Ik geloof dat vooruitgang mogelijk is, maar alleen als wetenschappers gezamenlijk bioplastic-alternatieven kunnen bedenken en sociaal beleid de composteringsinfrastructuur ondersteunt om ze op de juiste manier te verwijderen.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.