Mikroplast: kan AI og lysdrevet fotokatalyse hjælpe? Oversigt fra 2023

Kunstig intelligens (AI) kan støtte dataanalyse, udvikling af lægemidler og automatisering. Teknologiens alsidighed gør den også relevant for miljøforskning. I denne oversigt fra 2023 ser vi på forskning ved University of Waterloo om identifikation af mikroplast og andre mulige forskningsveje.

Forståelse af mikroplastik

Før vi ser på AI, er det nyttigt at forstå, hvad mikroplast er, og hvilke mulige risici det indebærer for mennesker og miljø.

Hvad er mikroplastik?

Mikroplastik er små plastpartikler, der måler mindre end 5 millimeter i diameter.  De stammer fra forskellige kilder, herunder nedbrydning af større plastaffald, mikrokugler i personlig plejeprodukter og syntetiske fibre, der frigives under vask af tøj.

Desværre betyder vores afhængighed af sådanne materialer, at mikroplastik nu er udbredt i miljøet.  De findes i oceaner, ferskvandssystemer og endda i luften.  Dette skyldes blandt andet, at deres lille størrelse gør dem let transportable på tværs af forskellige økosystemer og endnu sværere at fjerne, når de først er kommet ind i miljøet.

Mulige risici

Mikroplasts lille størrelse og lange levetid giver anledning til bekymring. Dyr kan indtage partiklerne, som dermed kan komme ind i fødekæden. Fysiske eller kemiske skader afhænger blandt andet af sammensætning, størrelse og eksponering. Partikler kan også binde forurening fra omgivelserne. Forskere har allerede rapporteret mikroplast i menneskelige moderkager. Dette fund beviser ikke i sig selv skade på et foster.

Derudover betyder deres udbredte tilstedeværelse og holdbarhed, at de akkumuleres i økosystemer hurtigere, end de nedbrydes, hvilket udgør langsigtede økologiske og sundhedsmæssige risici.

Omfanget af virkningerne på menneskers sundhed undersøges fortsat. Fund af partikler er ikke i sig selv bevis for en bestemt sygdom.

Spredning ved ekstremt vejr

Undersøgelser viser, at orkaner kan bidrage til spredning af mikroplast. Canadiske forskere målte under orkanen Larry i 2021 et maksimalt nedfald på 113.569 ± 29.215 mikroplastpartikler pr. kvadratmeter pr. døgn på én kystnær målestation i Newfoundland. Det var en lokal måling af atmosfærisk nedfald på land, ikke et gennemsnit for hele Nordatlanten.

Pilotundersøgelsen og modelleringen af luftmassernes bevægelser pegede på havet som en sandsynlig vigtig kilde. Resultaterne viser, hvordan orkaner kan flytte partikler fra hav til land og fjerntliggende områder. De måler ikke alle menneskers eksponering og beviser ikke bestemte sundhedsskader.

Hvad gøres der ved mikroplastik?

Heldigvis er der allerede forskerhold over hele verden, der arbejder på at tackle og en dag løse det voksende mikroplastikproblem.  Følgende er et par eksempler på dette, som forhåbentlig vil resultere i, at sådanne tilgange bliver vedtaget i stor skala.

Kunstig intelligens

Et tværfagligt hold ved University of Waterloo beskrev i en undersøgelse hvordan AI kan forbedre identifikationen af mikroplast.

PlasticNet bruger dyb læring til at genkende forskellige plasttypers spektroskopiske fingeraftryk i mikro-FTIR-data. Oplysningerne kan blandt andet hjælpe inden for:

• spildevandsrensning
• fødevareproduktion

Præcis identifikation kan hjælpe renseanlæg og fødevareproducenter med at vurdere forurening og vælge målrettede tiltag.

PlasticNet blev testet på mikroplast, der var isoleret fra prøver fra et lokalt renseanlæg. Systemet identificerede partiklerne, men fjernede dem ikke selv fra vandet. Yderligere træning og afprøvning var næste skridt.

Lysdrevet fotokatalyse

Ud over AI undersøges fotokatalyse som en måde at omdanne plastaffald til nyttige kemikalier. Et hold med professor Shizhang Qiao ved University of Adelaide undersøgte polyethylen med en titandioxidkatalysator, der indeholdt atomart fordelt palladium.

I laboratorieforsøgene blev polyethylen først forbehandlet med salpetersyre. Derefter gav en lysdrevet reaktion ethylen og propionsyre. Høj selektivitet for bestemte produkter betyder ikke, at al plast blev omdannet fuldstændigt til disse produkter.

Polyethylen er udbredt, men ikke al mikroplast består af det. Undersøgelsen viste ikke en metode til direkte at fjerne spredt mikroplast fra miljøet eller menneskekroppen.

AI kan muligvis senere hjælpe med at optimere og overvåge sådanne reaktioner. Kombinationen er en mulig forskningsretning, ikke et allerede påvist resultat af de to studier.

Hvad kan du gøre?

Forebyggelse af plastaffald kan begrænse den mængde, som ender i miljøet. Her er nogle mulige ændringer i hverdagen.

Minimer engangsplastik: Små mængder sugerør, bestik og poser bliver samlet til store affaldsmængder. Alternativer, der kan bruges igen, kan hjælpe med at reducere dem. Der findes allerede eksempler på regeringsinitiativer, der tackler dette.

Overvej tøjets fibre: Syntetisk fleece fremstilles ofte af polyethylenterephthalat (PET) og kan afgive plastfibre. Naturfibre som uld undgår denne specifikke plastkilde, men den samlede miljøbelastning afhænger også af produktion, brug og pleje.

Dette er to mulige vaneændringer. Langvarig genbrug af flasker og andre produkter kan også mindske affaldet afhængigt af brugsmåde og levetid.

Virksomheder i branchen

De beskrevne metoder er på forskningsstadiet. Følgende virksomheder arbejder med genanvendelse eller alternative plastmaterialer. Det betyder ikke, at de anvender PlasticNet eller den beskrevne fotokatalytiske metode.

*Tallene nedenfor er ikke opdaterede, men historiske øjebliksbilleder fra den oprindelige oversigt fra 2023. De er ikke aktuelle værdiansættelser. De angivne negative P/E-tal er ikke meningsfulde værdiansættelsesmål for underskudsgivende selskaber. Kontrollér aktuelle oplysninger og virksomhedernes status.*

1. PureCycle Technologies, Inc.

PCT Prisdiagram

PureCycle udvikler rensning af polypropylen ved hjælp af opløsningsmiddel, temperatur og tryk. Farve, lugt og urenheder fjernes uden at depolymerisere plasten. Den 25. april 2023 meddelte selskabet, at den mekaniske opførelse af Ironton-anlægget var afsluttet. Den nominelle kapacitet ved fuld drift var 107 millioner pund genanvendt plast om året, ikke en allerede opnået årsproduktion.

2. Loop Industries, Inc.

LOOP Prisdiagram

Loop Industries (LOOP ) bruger depolymerisering til at nedbryde svært genanvendeligt PET og polyesterfibre til monomerer. L’Oréal havde annonceret et samarbejde med Loop om genanvendt PET. Den allerede præsenterede enzymatisk genanvendte L’Oréal-flaske brugte derimod Carbios-teknologi. Loop og SK Geo Centrics samarbejde om et anlæg i Ulsan, annonceret i 2023, blev afsluttet den 14. januar 2025.

3. Danimer Scientific, Inc

Danimer Scientific udviklede biobaseret plast, blandt andet polyestere fremstillet af mikroorganismer ud fra planteolier. Biologisk nedbrydelighed og komposterbarhed afhænger af produktet og forholdene. Selskabet blev børsnoteret gennem en SPAC-fusion i 2020, men det beviser ikke vedvarende vækst. Den 18. marts 2025 indgav Danimer og dets datterselskaber begæring om beskyttelse efter Chapter 11 i den amerikanske konkurslovgivning.

Afsluttende tanker

AI kan forbedre identifikationen af mikroplast, mens fotokatalyse undersøges til udnyttelse af visse plastaffaldsstrømme. Effektivitet, sikkerhed og økonomisk anvendelighed kræver yderligere vurdering.

Fortsat forskning kan bidrage til en mere bæredygtig og miljøbevidst fremtid.