Bæredygtighed
Kan et ‘Bæredygtighedsmetrik’ dæmme op for vores plastforurening?
Føj Securities.io til dine foretrukne kilder på Google
Plast, som primært består af polymerer, er en bred kategori af syntetiske eller semi‑syntetiske organiske forbindelser. Det er deres plastiskhed, der gør det muligt at forme plast i forskellige former og give mange værdifulde anvendelser.
Da plast er billig, alsidig og steril, finder den mange anvendelser, herunder husholdningsapparater, fødevareemballage, byggeri og medicinsk udstyr, hvilket tilføjer værdi til vores liv.
Plastforbruget i løbet af de sidste mange årtier er vokset betydeligt og resulterer nu i omkring 450 millioner ton plastaffald hvert år. Faktisk udgør det mindst 85 % af den samlede havaffald. En overvældende del af plastaffaldet (46 %) deponeres på lossepladser, kun 15 % indsamles til genbrug, og mindre end 9 % bliver genanvendt. Resten bliver enten til mindre fragmenter eller forbrændt.
Når plast bliver en del af Jordens fossile register, medfører de alvorlige miljømæssige, sundhedsmæssige, sociale og økonomiske konsekvenser. Desuden viser nyere undersøgelser en stigende tilstedeværelse af mikroskopiske partikler i vores vand og mad, hvilket forværrer problemerne yderligere.
En ny undersøgelse af forskere ved Columbia University har fundet, at flaskevand solgt i butikker faktisk kan indeholde ti til hundrede gange mere plast, end tidligere anslået. Plast fundet i vandet var i form af nanopartikler, som er 1/1000 af den gennemsnitlige bredde på et menneskehår. Disse nanopartikler er så små, at de ikke kan ses under et mikroskop og kan migrere ind i blodbanen gennem væv i fordøjelseskanalen eller lungerne. Når de er i vores blod, kan disse mikroskopiske partikler sprede skadelige syntetiske kemikalier i hele kroppen og ind i cellerne.
Undersøgelsen bemærker, at der i gennemsnit er blevet påvist 240.000 plastpartikler i én liter vand, svarende til to standardflasker. Disse partikler stammer fra syv typer plast, hvoraf 90 % er nanoplast og de resterende 10 % mikroplast.
Mikroplast er polymerfragmenter, der spænder fra mindre end 0,2 tommer ned til 1/25.000 af en tomme. Alt, der er mindre end dette, kategoriseres som nanoplast, målt i milliarder af en meter.
Denne opdagelse viser, at plast konstant afskiller sig, ligesom vi mister hudceller. Den vedvarende afskalning af små plaststykker, som derefter løsriver sig, understreger vigtigheden af at bruge rustfrit stål eller glasbeholdere for at reducere eksponeringen.
Ved at kalde undersøgelsen “ekstremt imponerende”, sagde Sherri “Sam” Mason, bæredygtighedsdirektør ved Pennsylvania State University i Erie, som ikke var involveret i undersøgelsen, sagde:
“Det arbejde, de har lagt i dette, var virkelig dybtgående … Jeg vil kalde det banebrydende.”
Studie af den kemiske struktur og risiciene ved nanopartikler
I 2018 var Mason medforfatter til en undersøgelse, der først fandt eksistensen af mikroplast og nanoplast i langt de fleste (93 %) af flaskevandprøverne. I sin undersøgelse opdagede hun, at hver forurenet liter vand indeholdt i gennemsnit 300 mindre partikler samt ti plastpartikler, der var bredere end et menneskehår.
Så selvom det allerede var kendt, at nanoplast eksisterer, var det på det tidspunkt ikke muligt at vurdere disse partikler, endsige at finde ud af, om der var flere.
Nu viser en ny undersøgelse, der blev offentliggjort i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences i den tredje uge af januar 2024, at en ny teknologi er blevet demonstreret, som ikke kun kan se, men også tælle og analysere den kemiske struktur af nanopartikler i flaskevand.
Den nye tilgang, som bygger på den modificerede version af den laserbaserede teknik kendt som Raman‑spektroskopi, vil kunne hjælpe med dette. Stimuleret Raman‑spredningsmikroskopi, eller SRS, måler hvordan molekyler vibrerer som svar på lys og forstærker signalet i en så stor grad, at nanopartiklen kan detekteres. Det forventes at hjælpe med at forstå, om polymerer, “plastens plastdel”, skader kroppen.
Denne undersøgelse var den første, der anvendte mikroskopi i nanoplastverdenen. Forskerteamet tog tre ubemærkede populære vandmærker solgt i USA og fandt, at de indeholdt 110.000 til 370.000 plaststykker i stedet for 300 per liter.
“Disse partikler kan være uorganiske nanopartikler, organiske partikler og nogle andre plastpartikler, der ikke er blandt de syv hovedtyper af plast, vi undersøgte.”
– Beizhan Yan, som var en del af forskningen og er lektor ved Earth Observatory på Columbia University
Teknologiens evne til at se og analysere nanopartikler giver mulighed for bedre at forstå de potentielle risici for menneskers sundhed, især spædbørn og små børn, hvis hjerner og kroppe er i udviklingsfasen og er mere sårbare over for giftige eksponeringer.
Blandt de forskellige typer plastforurening er nanoplast de mest alarmerende, fordi de er meget små og kan trænge ind i celler og væv i vores vigtigste organer. Når de er der, kan disse plaststykker potentielt aflejre kemikalier som tungmetaller, ftalater, bisfenoler, brandhæmmere og PFAS (per‑ og polyfluorerede stoffer). Disse hormonforstyrrende kemikalier (EDC’er) har medført en dramatisk stigning i de amerikanske sundhedsudgifter, omkring 250 milliarder dollars i 2018 alene, ifølge forskning.
Det er allerede blevet observeret, at den lille størrelse på mikroplast gør dem i stand til at absorbere giftige materialer fra miljøet og komme ind i fødekæden. Derudover trænger alle de kemikalier, der anvendes i produktionen af plast, ikke kun ind i vores kroppe sammen med plasten, men migrerer også ud af plasten ind i vores kroppe, som har en højere temperatur end det ydre miljø.
Disse kemikalier trænger derefter ind i nyrerne, leveren og hjernen. Efterfølgende findes de i fostres hjerner, hjerter, lever, nyrer og lunger, som observeret i studier på gravide mus kun 24 timer efter moderen indtog eller inhalerede plastpartikler.
“Mikro‑ og nanoplast er blevet fundet i den menneskelige placenta på nuværende tidspunkt. De er blevet fundet i menneskeligt lungevæv. De er blevet fundet i menneskeligt afføring; de er blevet fundet i menneskeblod.”
– Phoebe Stapleton, medforfatter til undersøgelsen og lektor ved farmaceutisk skole på Rutgers University
Holdbarheden af mikroplast indikerer, at de udgør langsigtede økologiske og sundhedsmæssige risici. Desuden tyder nyere fund på, at naturlige begivenheder som orkaner også bidrager til denne forurening ved at fungere som kraftige distributionsmekanismer. Dette udgør en voksende trussel mod økosystemer og menneskers sundhed globalt.
Løsning af problemet med plastforurening via bæredygtighedsmetrik
Mens ny teknologi og tilgange anvendes til at analysere hidtil usete nanopartikler, gøres der også fremskridt i at tackle problemet med plastforurening. I en nylig undersøgelse udviklede forskere fra den non‑profit organisation dedikeret til havforskning, Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), et bæredygtighedsmetrik for den økologiske design af plastprodukter med lav miljømæssig vedholdenhed. Overholdelse af dette metrik forventes at give miljømæssige og samfundsmæssige fordele.
Den nye undersøgelse sammenlignede indeks for den miljømæssige påvirkning af plast samt deres erstatninger, hvilket viste, at hensyntagen til plastens miljømæssige vedholdenhed kunne føre til fordele på flere hundrede millioner dollars for et enkelt forbrugerprodukt.
Sådanne produkter designes generelt ved at afbalancere afvejninger mellem ressourceudtømning og miljømæssige bekymringer. Denne balance er nødvendig, fordi selvom der findes rammer til at estimere disse påvirkninger, er der indtil videre ikke udviklet nogen til materialevalg eller kvantificering af miljømæssig vedholdenhed. Den seneste undersøgelse har til formål at udfylde dette hul ved at introducere metrikker og metoder, der kan hjælpe designere, ingeniører og forskere med at træffe informerede designbeslutninger og fastlægge forskningsprioriteter.
Til dette har en ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet ACS Sustainable Chemistry & Engineering udviklet et bæredygtighedsmetrik for den økologiske design af plastprodukter med lav miljømæssig vedholdenhed.
På trods af de risici, som plastforurening udgør for menneskers sundhed og økosystemer, fortsætter brugen af plastprodukter med at stige. Derfor kræver begrænsning af skaden designstrategier for plastprodukter, der er informeret af de trusler, plast udgør for miljøet, som angivet i undersøgelsen.
I den forbindelse er der udviklet et bæredygtighedsmetrik for øko‑design af plastprodukter, som har til formål at opretholde ydeevnen, mens der sikres lav miljømæssig vedholdenhed. Analysen identificerer materialer og deres egenskaber, som fortjener udvikling, adoption og investering til fremstilling af plastprodukter, der er mindre miljømæssigt belastende, men stadig funktionelle.
“Det vigtige at fastslå er, hvordan vi kan designe funktionelle, bæredygtige og harmløse materialer, produkter og processer, der indkapsler alle principperne for grøn materialeteknik i den fremtidige verden, vi skal leve i.”
– sagde hovedforfatter Bryan James, materialforsker og ingeniør
Han tilføjede:
“Hvad er de næste sæt af strategier og værktøjer, som ingeniører, produktdesignere og endda den gennemsnitlige forbruger kan bruge til at træffe de bedste valg for miljøet uden at skulle gå på kompromis med produktets ydeevne?”
For at skabe dette metrik anvendte undersøgelsen plastens miljømæssige nedbrydningshastighed sammen med etablerede materialevalgstrategier. Denne tilgang fokuserede på den miljømæssige påvirkning og egenskaberne ved forskellige materialer og leverede en vejledning baseret på deres vedholdenhed i miljøet.
Implementeringen af et bæredygtighedsmetrik for vedholdenhed har været udfordrende på grund af den historiske mangel på omfattende data om de forskellige typer plast, der anvendes i forbrugsvarer. Men med nylig adgang til tilstrækkelige data om de realistiske miljømæssige nedbrydningsrater for et bredt udvalg af plast, kan forskere nu illustrere, hvordan udskiftning af ét materiale med et andet i designprocessen kan reducere både produktets omkostninger og dets drivhusgasemissioner.
Ved at overveje egenskaberne ved forskellige typer plast og anvende dem strategisk, kan der foretages udskiftninger for at minimere miljømæssig vedholdenhed, hvilket giver betydelige fordele.
For eksempel anvendte undersøgelsen dette metrik til at skifte til alternative materialer som cellulosediacetat og polyhydroxyalkanoater til engangskaffeliddes. Dette skift kunne reducere de miljømæssige omkostninger for samfundet med flere hundrede millioner dollars. Disse låg, der i øjeblikket er fremstillet af materialer som polylactid, polypropylen og polystyren, bidrager til omkring 5 % af alt plastaffald indsamlet i kystoprydninger globalt. Cellulosediacetat og polyhydroxyalkanoater er, selvom de er lidt dyrere, har lavere drivhusgasemissioner end polylactid og forbliver ikke i havet.
Ved fastlæggelse af, hvilket materiale der skal skiftes til, overvejede undersøgelsen, om det er bedre at bruge et materiale med lavere drivhusgasemissioner, som vedvarer længere, eller et med lidt højere emissioner men mindre vedholdenhed. I den forbindelse tildelte undersøgelsen en dollarværdi til den miljømæssige omkostning for hvert materiale.
“Bare ved at fremstille produkter, der vedvarer mindre ved simpelthen ikke at være der, eller forsvinder hurtigere, reduceres den omkostning for samfundet enormt.”
– sagde hovedforfatter Jame, postdoc ved WHOI’s afdeling for Marine Chemistry & Geochemistry
Ved at tage højde for lågets vedholdenhed, som designere i øjeblikket ikke overvejer, sagde medvejleder Christopher Reddy, seniorforsker i WHOI’s afdeling for Marine Chemistry & Geochemistry, at dette metrik er “banebrydende”, da det skifter fortællingen fra at definere problemet til at finde løsninger.
Som medforfatter og medvejleder Collin Ward, associeret videnskabsmand i WHOI’s afdeling for Marine Chemistry & Geochemistry, bemærkede, at i betragtning af plastens høje nytteværdi, “de vil ikke forsvinde lige foreløbig.” Dog er alle enige om problemet med plastforurening og hvor meget den lækker ind i miljøet. Ward sagde:
“Den ramme, der præsenteres i denne undersøgelse, udgør et vigtigt første skridt mod at løse dette problem ved at designe materialer, der samtidig opfylder forbrugernes behov og ikke vedvarer, hvis de ved et uheld lækkes ud i miljøet.”
Klik her for at lære, hvordan mikroplast fra foster til voksen forurener vores kroppe.
Virksomheder, der udvikler nye løsninger til at fjerne plastaffald
Med plastforurening som et kritisk problem arbejder mange virksomheder verden over på løsninger til at fjerne plastaffald fra vandveje, såsom:
1. SUEZ Group
Dette europæiske selskab fokuserer på vandkredsløbsstyring samt affaldsgenanvendelse og genvindingsløsninger globalt. SUEZ Group har næsten 1700 patenter og ti forskningscentre for at beskytte miljøet.
Selskabets aktier er noteret på Euronext-børserne i Paris og Bruxelles og handles i øjeblikket til EUR 19,83. I september 2023 underskrev den to nye kontrakter for vand- og affaldsprojekter for yderligere at støtte Kinas ambition om kulstofneutralitet i 2060.
2. Clearwater Mills
Virksomheden byggede Trash Wheels for at tackle affald i floder og har indtil nu samlet omkring 2.000 ton affald. Sådan fungerer det: indfangningsbøjer er konfigureret i en V‑form på tværs af floden med gummiskørtler lige under vandoverfladen for at fange affaldet og lede det til det roterende vandhjul, der løfter affaldet ud af floden.
Konklusion
For at tackle det alvorlige problem med plastforurening er det afgørende både at forstå problemet og finde nye tilgange til at løse det. Som vi har set, udføres der undersøgelser for at undersøge plast på mikroskopisk niveau og vurdere den trussel, de udgør for økosystemer og menneskers sundhed. Derudover arbejder forskere på forskellige strategier for at reducere plastproduktionen og forbedre designet og materialerne i plastprodukter. Samlet set hjælper disse indsatser designere, forskere og virksomheder med at gøre en betydelig forskel i plastforureningskrisen.
