Bekæmpelse af mikroplastik gennem videnskab – Insekter og alternative materialer

Mikroplastik er blevet en bekymring. Disse partikler, mindre end 5 millimeter, skraber plast af, når den nedbrydes. Det er en trussel, der er praktisk talt allestedsnærværende og udbredt.

Ifølge en artikel offentliggjort i Harvard Medical Schools magasin, Harvard Medicine, er mikroplastik blevet påvist i hele den menneskelige krop, herunder i blodet, spyt, lever, nyrer og placenta.

Mikroplastik, mindre end 1 mikrometer, kaldet nanoplastik, er endnu farligere, fordi de kan trænge ind i celler. Ud over den menneskelige krop har mikroplastik trængt ind – med deres stærkt forurenende tilstedeværelse – i miljøet, i havets dyreliv og i dyr.

Mikroplastik kunne findes i menneskelig modermælk og i en spædbarns første afføring, mekonium, hvilket indikerer, at faren ved mikroplastik går side om side med os, som en truende skygge, fra dag nul.

Det kan potentielt forårsage oxidativ skade, DNA-skade og ændringer i genaktivitet. Det er også et kendt kræftfremkaldende stof, og som Harvard Medicine rapporterer, er mikroplastik blevet fundet ansvarlig for reduceret sædkvalitet og -antal, ovariescarring, og metaboliske forstyrrelser hos afkom i studier udført på mus.

På trods af sine skadelige virkninger inhalerer og indtager vi mennesker konstant mikroplastik gennem forurenet seafood, herunder fisk og skaldyr. De findes i postevand, flaskevand og andre almindeligt indtagne drikkevarer som øl.

En undersøgelse citeret af De Forenede Nationer anslog, at den gennemsnitlige voksne indtog cirka 2.000 mikroplastikpartikler om året gennem salt. En anden nylig undersøgelse viste, at folk i gennemsnit indtager 39.000–52.000 mikroplastikpartikler årligt.

Hvis vi tilføjer indåndede mikroplastikpartikler, vil tallet være omkring 74.000. For drikkevand fra hanen tilføjes yderligere 4.000 partikler, mens for flaskevand i plast stiger tallet med 9.000 partikler.

Selvom disse tal allerede er svimlende høje, mener forfatteren af undersøgelsen, Kieran Cox, at disse data undervurderer den faktiske indtagelse af mikroplastik, og det er muligt, at værdierne i virkeligheden er meget højere.

Fra tid til anden har forskellige nationer indført reguleringer eller forbud mod mikrokugler og mikroplastik. Alligevel, på grund af at vores samfund er blevet stadig mere afhængigt af plast for deres alsidighed, stabilitet, letvægt og lave produktionsomkostninger, kan mængden af mikroplastik i nogle havområder fordobles inden 2030.

Forskere, videnskabsfolk og flere organisationer verden over er konstant på udkig efter løsninger.

I en banebrydende opfindelse har et hold af kemiske ingeniører fra Massachusetts Institute of Technology nu udviklet et nyt biologisk nedbrydeligt materiale til at erstatte visse mikroplastik. De har designet et miljøvenligt alternativ til mikrokuglerne, der bruges i nogle sundheds- og skønhedsprodukter. 

Kilde: MIT News

Miljøvenligt alternativ til mikrokugler brugt i sundheds- og skønhedsprodukter

USA var det første land, der implementerede et forbud mod brug af mikrokugler i personlig plejeprodukter. Det startede i delstaten Arizona og fortsatte derefter til mange andre store stater, herunder Californien, New York, New Jersey osv.

Det var i 2014. Siden da har mange lande fulgt den vej, USA har vist. Listen over lande inkluderer mange store forbrugerøkonomier i verden, herunder Canada, New Zealand, Nordirland, Italien, Storbritannien, Sverige, Taiwan, Korea osv. 

Nu, i et forsøg på at reducere mikroplastik ved kilden, har et hold af MIT-forskere udviklet en klasse af biologisk nedbrydelige materialer, der kunne erstatte de plastkugler, der bruges i skønhedsprodukter. Disse biologisk nedbrydelige polymermaterialer er i stand til at nedbrydes til harmløse sukkerarter og aminosyrer. 

Ifølge Ana Jaklenec, hovedforsker ved MIT’s Koch Institute for Integrative Cancer Research:

“En måde at afbøde mikroplastikproblemet på er at finde ud af, hvordan man rydder op i den eksisterende forurening. Men det er lige så vigtigt at se fremad og fokusere på at skabe materialer, der ikke genererer mikroplastik i første omgang.”

I forskningspapiret, der oprindeligt beskrev innovationen i detaljer, forklarede forskerne, at deres motivation var at erstatte ikke‑nedbrydelig plast med nedbrydelige materialer, der havde egenskaber, der kunne tilpasses målrettede anvendelser.

For at nå deres mål udviklede de en nedbrydelig mikropartikel (MP) platform baseret på en poly(β-amino ester) (PAE), der nedbrydes til sukker‑ og aminosyredérivater.

Det, der er endnu mere tiltalende ved innovationen, er, at den er alsidig i sine anvendelser og kan opnå meget mere. Forskerne har vist, at partiklerne kan bruges til at indkapsle næringsstoffer såsom vitamin A.

Fødevarer beriget med indkapslet vitamin A og andre næringsstoffer kunne tilbyde en superløsning til en betydelig del af de 2 milliarder mennesker globalt, der lider af næringsstofmangel. Ud over vitamin A kunne materialet også indkapsle vitamin D, vitamin E, vitamin C, zink og jern.

Selvom disse næringsstoffer er følsomme over for varme og lys, kan den rette indpakning – lavet med disse polymerer – få dem til at modstå kogende vand i op til to timer. Partiklerne blev også testet for sikkerhed ved at blive udsat for kultiverede humane tarmceller og måle deres effekt på cellerne. Ingen skade blev påført cellerne. 

Mikrokugler er noget, der ofte findes i rensemidler. Forskerne undersøgte også, om disse partikler kunne erstatte disse mikrokugler.

De blandede partiklerne med sæskum og fandt, at det kunne tjene formålet som rensemiddel ved at fjerne permanente markører og vandtæt eyeliner fra huden meget mere effektivt end sæbe alene. 

Mens de talte om materialets alsidighed, sagde papirens hovedforfatter, Linzixuan (Rhoda) Zhang, en MIT-afstuderende i kemisk ingeniørvidenskab, følgende:

“Vi ønskede at bruge dette som et første skridt til at demonstrere, hvordan det er muligt at udvikle en ny klasse af materialer, udvide fra eksisterende materialekategorier og derefter anvende det på forskellige anvendelser.” 

Mens denne forskning fokuserede på, hvordan man erstatter mikrokugler, fremlagde en anden forskning fra University of British Columbia et endnu mere interessant forslag.

Klik her for at lære, hvordan både udbredelsen og bevidstheden om mikroplastik vokser.

Hvordan insekter kan hjælpe med fjernelse af mikroplastik

Ifølge forskning offentliggjort i Biology Letters, UBC-zoolog Dr. Michelle Tseng og alumna Shim Gicole testede melorme ved at fodre dem med formalet ansigtsmasker—et almindeligt plastprodukt—blandet med korn.

Efter en måned blev det konstateret, at melormene spiste omkring halvdelen af de tilgængelige mikroplastik, omkring 150 partikler pr. insekt, og de tog på i vægt. Det, der kom ud som afføring, var en lille brøkdel af, hvad melormene havde spist, omkring fire til seks partikler pr. milligram affald.

Det beroligende ved hele eksperimentet var, at indtagelse af mikroplastik ikke påvirkede insektets overlevelse eller vækst. Det er relevant at nævne, at melorme er kendt som naturens skrotning og nedbrydere. De kan overleve op til otte måneder uden mad eller vand og spiser gerne deres egen art, når mad er knap.

Vigtigt er, at forskningsformålet ikke begrænser sig til fjernelse af mikroplastik ved at fodre insekter. Forskerne siger, at de efterfølgende vil lære af insekternes fordøjelsesmekanismer, hvordan man nedbryder mikroplastik og skalere disse indsigter op for at tackle plastforurening.

Ifølge Dr. Michelle Tseng:

“Måske kan vi begynde at se insekter som venner. Vi dræber millioner af insekter hver dag med generelle pesticider – de helt samme insekter, vi kunne lære af for at nedbryde disse plast og andre kemikalier.”

Indtil nu har de fleste studier af plastspisende insekter ikke været økologisk realistiske. I dette tilfælde indtog melormene cirka 50 % af MP’erne, udskilte en lille brøkdel, og indtagelsen påvirkede ikke overlevelsen.

Mens forskere verden over forsøger at bekæmpe truslen fra plasttand og -negl, er der store virksomheder, der har været nyttige i at levere opskalerede løsninger i større skala. En sådan virksomhed, der har gjort sig markant i feltet for plastfjernelse, er Veolia. 

1. Veolia

Inden for plastområdet indser Veolia, at en af de største udfordringer er manglen på plastgenanvendelsesfaciliteter. Som stiftende medlem af Alliance to End Plastic Waste (AEPW), sammen med over 80 medlemsvirksomheder fra hele plastens værdikæde (producenter, brugere og genanvendere), er Veolia forpligtet til at bidrage med 1,5 milliarder dollars for at hjælpe med at fjerne plastaffald fra miljøet, især oceanerne.

Veolia har flere løsninger til plastgenanvendelse. Det kan behandle flere typer af resin, som derefter kan genbruges af Veolias industrielle kunder. Disse inkluderer polyethen (HDPE eller LDPE), brugt i emballage eller byggeri; polypropylen (PP), brugt i bilindustrien, byggeri, møbler og husholdningsapparater; og polyethylen terephthalat (PET), som primært findes i emballage- og tekstilsektoren.

Veolia tilbyder et alternativ til jomfrueligt materiale ved at genvinde og genanvende plastaffald i flere trin, herunder indsamling, sortering, knusning, vask, formulering, ekstrudering og fremstilling af klar‑til‑brug cirkulære polymerer. 

Produkterne, der fremkommer som resultat af Veolias plastgenanvendelsesløsninger, bruges af den anglo‑hollandske gruppe Reckitt til deres Finish Quantum Ultimate rengøringsprodukter. Veolias løsninger hjælper Reckitt med deres løfte om at gøre 100 % af deres plastemballage genanvendelig og indeholde mindst 25 % genanvendt indhold inden 2025.

Veolia samarbejdede også med Koninklijke Van Wijhe Verf og Dijkstra Plastics om at introducere en malingsbeholder lavet af 100 % post‑forbruger‑genanvendt plast, ved brug af genanvendte resin, som allerede er brugt af forbrugerne.  Mens Veolia behandlede plasten til granuler, omdannede Dijkstra Plastics den til malingsbeholdere for Koninklijke Van Wijhe Verf og deres malingsmærke Wijzonol.

Veolia støttede Plastic Odyssey‑eventyret, der omdannede plastforurening i oceanerne til ressourcer. Plastic Odyssey var et 40‑meter langt fartøj, der omdannede plastaffald til energi ombord. Ekspeditionen varede fra 2020 til 2023. På hver af de 33 havne blev eksisterende og nye genanvendelsessystemer udviklet sammen med lokale interessenter.

Det støttede dette projekt og organiserede en konference på koncernens hovedkvarter, der samlede Plastic Odyssey‑teamet, Veolia‑eksperter og lederne af Veolias vandforretning i Frankrig, som havde mobiliseret mere end 170.000 af koncernens kunder til at støtte dette eventyr, samt repræsentanter fra Veolia‑stiftelsen.

Mens hun talte om projektets betydning og den støtte, det kunne give initiativet, sagde Laure Simon, Marketingdirektør, Consumer Division af Veolias vandforretning i Frankrig, følgende:

“Udover fartøjets teknologiske dygtighed fascinerede os alvoren i Plastic Odyssey‑projektet, hvis værdier er i overensstemmelse med Veolias. Vi ønskede at give vores forbrugere mulighed for at deltage: for hvert abonnement på elektronisk fakturering donerede Veolia Eau France €1 til Plastic Odyssey‑projektet… Mere end 170.000 forbrugere tilmeldte sig initiativet. Familien, der vandt lodtrækningen om at besøge Plastic Odyssey‑stedet i Marseille, var virkelig begejstret for projektet.”

For de første tre kvartaler af 2024, Veolia registrerede en omsætning på 32.543 M euro og en EBITDA på 4.936 M euro. 

Fremtiden for vores kamp mod mikroplastik 

Kampen mod mikroplastik har fundet sted globalt.  I EU, for eksempel, indfangede 2019 TARA-missionerne og Ocean Race Europe i 2021 indsamlede mikroplastikprøver fra Østersøen, Den Engelske Kanal og Middelhavet. United States National Centres for Environmental Information (NCEI) samlede offentligt tilgængelige data om mikroplastikforurening fra forskellige forskningsrejser og feltarbejde. 

Der er fire igangværende projekter, PLASTICHEAL, Imptox, PLasticFatE og POLYRISK, som afsluttes i 2025. Disse projekter skal undersøge påvirkningen og konsekvenserne af mikro‑ og nanoplastik på forskellige aspekter af menneskers sundhed. 

Et andet projekt, Aurora, fokuserer på de tidlige livspåvirkninger af eksponering for mikro‑ og nanoplastik på menneskers sundhed. EU-Kommissionen har foreslået, at mikroplastik bør inkluderes i over‑ og grundvandsovervågningslister under Environmental Quality Standards Directives (EQSD). 

Udover Europa, i marts 2022, på FN’s Miljøforsamling, gik 175 nationer med til at afslutte plastforurening. En juridisk bindende aftale – der adresserer problemer med engangsplast og genanvendelsesteknologi blandt andet – blev besluttet at blive udarbejdet inden udgangen af 2024. I 2023 forbød EU salget af løs plastglimmer.

Udover organisatoriske direktiver arbejder forskellige forskningsorganisationer på deres egen måde for at bekæmpe truslen fra mikroplastikforurening. To af de seneste gennembrud er allerede blevet diskuteret i de indledende segmenter. 

I 2021 blev for eksempel den første eksperimentelle undersøgelse udført om mikroplastikretention ved marine baldakiners. Forskningen fandt, at marine baldakiner kunne fungere som potentielle barrierer eller opsamlingssteder for mikroplastik. Retentionen steg med tæthed af søgræs-skud og specifik densitet af polymerer, mens den faldt med strømhastigheden.

En anden forskning, offentliggjort i 2021, undersøgte mulighederne for at afhjælpe mikroplastik i marine miljøer ved hjælp af membranteknologi. Membranteknologi refererer til en række teknologier, herunder mikrofiltation, ultrafiltration og nanofiltration. 

Ifølge forskning offentliggjort i 2019, blev ti anbefalinger udgivet til interessenter for at reducere plastforurening. Disse omfattede:

(1) Regulering af produktion og forbrug

(2) Øko‑design

(3) Øget efterspørgsel efter genanvendt plast

(4) Reduktion af plastforbrug

(5) Brug af vedvarende energi til genanvendelse

(6) Udvidet producentansvar for affald

(7) Forbedringer i affaldsindsamlingssystemer

(8) Prioritering af genanvendelse

(9) Brug af bio‑baseret og biologisk nedbrydelig plast

(10) Forbedring af genanvendelighed af e‑affald

Udfordringen er dog, at disse små mikroplastikpartikler ofte er så små, at de kan passere gennem vandfiltreringssystemer, og vi kan ubevidst indtage dem. De kan transporteres i atmosfæren og sprede sig til selv de fjerneste hjørner af Jorden. De er blevet fundet i honning, te og sukker samt i frugt og grøntsager.

Ifølge en undersøgelse fra Cardiff University gør mikroplastik også vej til landbrugsjord gennem spildevandsslam, der anvendes som gødning. Det, der forværrer bekymringen, er, at mange af disse mikroplastik ender i vandløb som følge af afstrømning fra jordens øverste lag.

I 2015 ændrede Kongressen den fødevare-, lægemiddel- og kosmetikloven (FD&C Act) ved at vedtage Microbead-Free Waters Act of 2015. Loven forbyder fremstilling, pakning og distribution af skyllemidler, der indeholder plastmikrokugler. Den gælder også for produkter, der både er kosmetik og receptfri (også kaldet “over‑the‑counter” eller “OTC”) lægemidler, såsom tandpasta.

Alt i alt er krigen mod mikroplastik nu en 360‑graders kamp. Forskere, internationale organisationer, virksomheder og nationale regeringer kæmper sammen. Dog vil fuldstændig fjernelse kræve mere bevidsthed blandt brugere og interessenter, der fremstiller disse produkter, der indeholder mikroplastik.

Klik her for at lære, hvordan bæredygtighedsmetrik kan hjælpe os med at begrænse plastforurening.