W laboratorium w Massachusetts niewielkie granulki wielkości kamyków zmieniają się w widelce, folie i inne przedmioty, które po wyrzuceniu nie powinny pozostawiać w środowisku mikroplastiku przez dziesiątki czy setki lat. Surowcem do ich produkcji jest m.in. cukier.
To bioplastikowe granulki produkowane przez CJ Biomaterials. Firma wykorzystuje proces fermentacji cukru, aby uzyskać polimery pochodzenia roślinnego, które po zakończeniu użytkowania mogą zostać rozłożone przez mikroorganizmy. Zwolennicy tej technologii widzą w niej jedno z rozwiązań, które mogą pomóc ograniczyć rosnący problem zanieczyszczenia plastikiem.
W ośrodku badawczym firmy w Woburn w Massachusetts technicy wsypują granulki do maszyny formującej, z której wychodzą między innymi widelce. Niektóre testowe modele są na tyle cienkie, że można je kompostować nawet w warunkach domowych, choć bywają zbyt elastyczne, aby bez problemu poradzić sobie na przykład ze stekiem. Inne wersje są już znacznie sztywniejsze i pod względem użytkowania przypominają zwykłe plastikowe sztućce.
Z tego samego materiału powstają także elastyczne folie do pakowania żywności, na przykład warzyw. Są mocne, choć nie rozciągają się tak jak tradycyjna folia spożywcza.
Naukowcy próbują opracować materiały, które zachowają najważniejsze właściwości zwykłego plastiku, ale po wykorzystaniu będą mogły trafić do kompostownika zamiast na wysypisko. W laboratoryjnym kompoście widelce i folie stopniowo się rozkładają. Słomki umieszczone tam wcześniej już zniknęły, a na niedawno wrzuconym nożu pojawiły się niewielkie zagłębienia – ślad po bakteriach, które zaczęły kolonizować i rozkładać materiał.
„Plastik właściwie nigdy nie został tak naprawdę zastąpiony czymś zupełnie nowym. Teraz zainteresowanie bioplastikiem rośnie z powodu obaw związanych z mikroplastikiem” – mówi Leah Ford, dyrektor marketingu CJ Biomaterials.
Jak podkreśla, przez lata jednym z najważniejszych argumentów przemawiających za takimi materiałami była możliwość ich kompostowania. Dziś coraz większą rolę odgrywa jednak świadomość zagrożeń związanych z mikroplastikiem.
Tradycyjne tworzywa mogą pozostawać w środowisku przez dziesięciolecia, a nawet setki lat. Z czasem rozpadają się na coraz mniejsze fragmenty – mikroplastik, a następnie jeszcze drobniejszy nanoplastik. Ich obecność stwierdzono już w oceanach, powietrzu, żywności, wodzie oraz różnych tkankach ludzkiego organizmu. Obecna administracja, mimo wycofywania części regulacji środowiskowych, zapowiedziała działania dotyczące zanieczyszczenia mikroplastikiem.
Największy potencjał w opakowaniach
Bioplastiki mogą być produkowane całkowicie lub częściowo z odnawialnych surowców, takich jak kukurydza czy trzcina cukrowa. Niektóre są również biodegradowalne, czyli mogą zostać całkowicie rozłożone w naturalnych procesach.
Polimery produkowane przez CJ Biomaterials łączą obie te cechy. Firma jest jednym z producentów polihydroksyalkanianów, znanych jako PHA – materiałów, które mogą ulegać biodegradacji między innymi w glebie i środowisku morskim.
Firma chce nimi zastępować przede wszystkim tradycyjne tworzywa stosowane jednorazowo oraz te, których nie można poddać recyklingowi, ponieważ są zabrudzone resztkami jedzenia. Ma to znaczenie także z innego powodu. Odpady żywnościowe rozkładające się na wysypiskach emitują metan, silny gaz cieplarniany. Jeśli opakowanie razem z resztkami jedzenia można skierować do kompostowni, nie trzeba oddzielać odpadów od plastiku.
Na półkach laboratorium w Woburn można zobaczyć efekty dotychczasowych prac: kompostowalne sztućce i słomki, kubki do gorących napojów, opakowania na mrożonki, tacki do sushi czy pojemniki na ramen. Pracownicy sami korzystają z kompostowalnych kubków, sztućców i kapsułek do kawy.
Produkty mogą długo leżeć na sklepowych półkach, ponieważ bez kontaktu z odpowiednimi mikroorganizmami znajdującymi się w glebie czy kompoście nie zaczynają się samoistnie rozkładać.
To tylko część rozwiązania
World Wildlife Fund uważa bioplastiki za jeden z elementów szerszej strategii walki z zanieczyszczeniem tworzywami sztucznymi. Erin Simon, wiceprezes WWF, podkreśla, że materiały pochodzenia biologicznego mogą również zmniejszyć zależność od paliw kopalnych.
Jej zdaniem w pierwszej kolejności świat powinien jednak ograniczyć ilość produkowanego plastiku, a dopiero później zadbać o to, aby pozostała część była wytwarzana w bardziej zrównoważony sposób.
Problem zanieczyszczenia plastikiem jest na tyle poważny, że państwa od kilku lat próbują wynegocjować międzynarodowe porozumienie w tej sprawie. Dotychczas nie udało się jednak uzgodnić skutecznego sposobu ograniczenia ilości plastikowych odpadów.
Amerykański senator Jeff Merkley, który organizował w Kongresie przesłuchania dotyczące zanieczyszczenia plastikiem i alternatyw dla produktów jednorazowych, również dostrzega potencjał bioplastików. Zastrzega jednak, że potrzebnych jest więcej badań nad tym, jak dokładnie materiały te się rozkładają oraz jaki mają wpływ na środowisko i zdrowie człowieka.
Nie wszystkie organizacje ekologiczne są do nich przekonane. Krytycy twierdzą, że bioplastiki nadal podtrzymują model jednorazowych produktów, zamiast prowadzić do ograniczenia ich używania. Pojawiają się również pytania, czy ziemia uprawna powinna być wykorzystywana do produkcji surowców na plastik zamiast żywności.
Na razie to niewielka część rynku
Bioplastiki pochodzenia biologicznego stanowią obecnie około 0,5 proc. z ponad 400 milionów ton plastiku produkowanego każdego roku na świecie – wynika z danych branżowej organizacji European Bioplastics. Do 2030 roku ich produkcja ma się jednak podwoić, przede wszystkim dzięki rosnącemu zapotrzebowaniu oraz pojawianiu się nowych zastosowań.
Do największych eksporterów naturalnych polimerów należą Chiny, Szwecja i Stany Zjednoczone.
Nowych rozwiązań próbują również duże obiekty sportowe oraz sieci restauracji, w tym McDonald’s, które eksperymentują z opakowaniami i sztućcami wykonanymi z surowców biologicznych. Sieć piekarni Tous les Jours, należąca do CJ Group, korzysta już ze słomek wykonanych z PHA.
Na drodze do powszechnego stosowania bioplastików nadal stoi jednak kilka przeszkód. Przede wszystkim są one zazwyczaj droższe od tradycyjnych tworzyw. Nie wszędzie dostępne są również miejskie programy kompostowania.
Coraz więcej kompostowni przyjmuje certyfikowane produkty biodegradowalne, ale część nadal ich odmawia, obawiając się wpływu na jakość gotowego kompostu. Dodatkowym problemem jest to, że bioplastik i zwykły plastik często wyglądają niemal identycznie, przez co łatwo je pomylić.
Co naprawdę dzieje się z bioplastikiem?
Odpowiedzi na to pytanie szukał między innymi 5 Gyres Institute. Organizacja przetestowała 22 produkty wykonane z tradycyjnego plastiku, tworzyw pochodzenia biologicznego i biodegradowalnego oraz alternatywnych materiałów, takich jak papier i bambus.
Słomki, sztućce, folie i butelki umieszczono w różnych środowiskach na Florydzie, w Kalifornii i Maine. Po zakończeniu trwającego 64 tygodnie eksperymentu wiele materiałów biodegradowalnych zniknęło albo było wyraźnie popękanych i nadkruszonych. Tradycyjne tworzywa produkowane z paliw kopalnych pozostały natomiast niemal niezmienione.
Marcus Eriksen, współzałożyciel instytutu i jeden z badaczy, wspomina, że syntetyczna plastikowa łyżka wyglądała niemal tak samo jak w chwili, gdy została umieszczona w oceanie. Z łyżek wykonanych z materiałów biodegradowalnych zostało natomiast bardzo niewiele.
Organizacja opublikowała wyniki badania w 2023 roku, a obecnie powtarza eksperyment, tym razem analizując nowszą generację opakowań i sprawdzając, co dzieje się z nimi po zakończeniu użytkowania.
Zdaniem Eriksena materiały biodegradowalne powinny być stosowane szczególnie w opakowaniach. W przeciwnym razie coraz większa część środowiska będzie zanieczyszczona mikro- i nanoplastikiem.
