Bekjempelse av mikroplast gjennom vitenskap – Insekter og alternative materialer

Mikroplast har blitt en bekymring. Disse partiklene, mindre enn 5 millimeter, løsner plast når den brytes ned. Det er en trussel som er praktisk talt allestedsnærværende og allestedsdekkende.

Ifølge en artikkel publisert i tidsskriftet til Harvard Medical School, Harvard Medicine, har mikroplast blitt oppdaget i hele menneskekroppen, inkludert i blodet, spytt, lever, nyrer og morkake.

Mikroplast, mindre enn 1 mikrometer, kalt nanoplast, er enda farligere fordi de kan trenge inn i celler. Bortsett fra menneskekroppen har mikroplast trengt inn – med sin sterkt forurensende tilstedeværelse – i miljøet, marint dyreliv og dyr.

Mikroplast kan bli funnet i menneskelig morsmelk og et spedbarns første avføring, mekonium, noe som indikerer at faren fra mikroplast går ved vår side, som en truende skygge, fra dag null.

Den kan potensielt forårsake oksidativ skade, DNA-skade og endringer i genaktivitet. Den er også et kjent kreftfremkallende stoff, og som Harvard Medicine rapporterer, har mikroplast blitt funnet ansvarlig for redusert sædkvalitet og -antall, ovarieskader og metabolske forstyrrelser hos avkom i studier på mus.

Til tross for sine negative effekter, inhalerer og inntar vi mennesker konstant mikroplast gjennom forurenset sjømat, inkludert fisk og skalldyr. De finnes i springvann, flaskevann og andre vanlige drikker som øl.

En studie sitert av FN anslo at den gjennomsnittlige voksne konsumerer omtrent 2 000 mikroplast per år gjennom salt. En annen nylig studie viste at folk i gjennomsnitt inntar 39 000–52 000 mikroplastpartikler årlig.

Hvis vi legger til inhalerte mikroplastpartikler, vil tallet være rundt 74 000. For drikkevann fra springen legges ytterligere 4 000 partikler til, mens for flaskevann i plast øker tallet med 9 000 partikler.

Selv om disse tallene allerede er svimlende høye, mener forfatteren av studien, Kieran Cox, at disse dataene undervurderer den faktiske konsumeringen av mikroplast, og det er mulig at verdiene i virkeligheten er mye høyere.

Fra tid til annen har ulike nasjoner innført reguleringer eller forbud mot mikroperler og mikroplast. Likevel, på grunn av at samfunnet vårt har blitt stadig mer avhengig av plast på grunn av deres allsidighet, stabilitet, lettvekt og lave produksjonskostnader, kan mengden mikroplast i noen havområder dobles innen 2030.

Forskere, forskningspersonell og flere organisasjoner over hele verden er kontinuerlig på utkikk etter løsninger.

I en banebrytende oppfinnelse har et team av kjemiingeniører fra Massachusetts Institute of Technology nå utviklet et nytt biologisk nedbrytbart materiale for å erstatte visse mikroplast. De har designet et miljøvennlig alternativ til mikroperlene som brukes i noen helse- og skjønnhetsprodukter. 

Kilde: MIT News

Miljøvennlig alternativ til mikroperler brukt i helse- og skjønnhetsprodukter

USA var det første landet som innførte et forbud mot bruk av mikroperler i personlig pleieprodukter. Det startet i delstaten Arizona og fortsatte deretter til mange andre store delstater, inkludert California, New York, New Jersey, osv.

Det var i 2014. Siden da har mange land fulgt den veien USA viste. Listen over land inkluderer mange store forbrukerøkonomier i verden, inkludert Canada, New Zealand, Nord-Irland, Italia, Storbritannia, Sverige, Taiwan, Korea, osv. 

Nå, i et forsøk på å redusere mikroplast ved kilden, har en gruppe MIT-forskere utviklet en klasse av biologisk nedbrytbare materialer som kan erstatte plastperlene som brukes i skjønnhetsprodukter. Disse biologisk nedbrytbare polymermaterialene kan brytes ned til harmløse sukkerarter og aminosyrer. 

Ifølge Ana Jaklenec, hovedforsker ved MITs Koch Institute for Integrative Cancer Research:

“En måte å dempe mikroplastproblemet på er å finne ut hvordan man kan rydde opp i eksisterende forurensning. Men det er like viktig å se fremover og fokusere på å skape materialer som ikke vil generere mikroplast i utgangspunktet.”

I forskningspapiret som opprinnelig beskrev innovasjonen i detalj, forklarte forskerne at deres motivasjon var å erstatte ikke‑nedbrytbare plasttyper med nedbrytbare materialer som hadde egenskaper egnet for målrettede anvendelser.

For å oppnå målet utviklet de en nedbrytbar mikropartikkel (MP)-plattform basert på en poly(β-amino ester) (PAE) som brytes ned til sukker- og aminosyrederviater.

Det som er enda mer tiltalende med innovasjonen er at den er allsidig i sine anvendelser og kan oppnå mye mer. Forskerne har vist at partiklene kan brukes til å innkapsle næringsstoffer som vitamin A.

Mat som er beriket med innkapslet vitamin A og andre næringsstoffer kan tilby en superløsning for en betydelig del av de 2 milliarder mennesker globalt som lider av næringsmangel. Bortsett fra vitamin A, kan materialet også innkapsle vitamin D, vitamin E, vitamin C, sink og jern.

Til tross for at disse næringsstoffene er følsomme for varme og lys, kan den rette innkapslingen – laget med disse polymerene – få dem til å tåle koking i vann i opptil to timer. Partiklene ble også testet for sikkerhet ved å eksponere dem for kultiverte humane tarmceller og måle deres effekt på cellene. Ingen skade ble påført cellene. 

Mikroperler er noe som ofte finnes i rensemidler. Forskerne undersøkte også om disse partiklene kunne erstatte mikroperlene.

De blandet partiklene med såpeskum og fant at det kunne tjene som rensemiddel ved å fjerne permanente markører og vanntett eyeliner fra huden mye mer effektivt enn såpe alene. 

Mens de snakket om materialets allsidighet, sa hovedforfatteren av artikkelen, Linzixuan (Rhoda) Zhang, en MIT-graduate student i kjemisk ingeniørfag, følgende:

“Vi ønsket å bruke dette som et første steg for å demonstrere hvordan det er mulig å utvikle en ny klasse av materialer, å utvide fra eksisterende materialkategorier, og deretter anvende dem i ulike bruksområder.” 

Mens denne forskningen fokuserte på hvordan man kan erstatte mikroperler, kom en annen studie fra University of British Columbia med et enda mer interessant forslag.

Klikk her for å lære hvordan både forekomst og bevissthet om mikroplast øker.

Hvordan insekter kan hjelpe med fjerning av mikroplast

Ifølge forskning publisert i Biology Letters, testet UBC-zoologen Dr. Michelle Tseng og alumna Shim Gicole melormer ved å mate dem med knust ansiktsmasker—et vanlig plastprodukt—blandet med korn.

Etter en måned ble det funnet at melormer spiste omtrent halvparten av de tilgjengelige mikroplastene, ca. 150 partikler per insekt, og økte i vekt. Det som kom ut som avføring var en liten brøkdel av det melormene hadde spist, omtrent fire til seks partikler per milligram avfall.

Det beroligende med hele eksperimentet var at inntak av mikroplast ikke påvirket insektets overlevelse eller vekst. Det er relevant å nevne at melormer er kjent som naturens skrapere og nedbrytere. De kan overleve opptil åtte måneder uten mat eller vann og spiser gjerne sin egen art når mat er knapp.

Viktig er at formålet med forskningen ikke begrenser seg til fjerning av mikroplast ved å mate dem til insekter. Forskerne sier at de senere vil lære av insektenes fordøyelsesmekanismer hvordan man kan bryte ned mikroplast og skalere opp denne kunnskapen for å takle plastforurensning.

Ifølge Dr. Michelle Tseng:

“Kanskje vi kan begynne å se på insekter som venner. Vi dreper millioner av insekter hver dag med generelle pesticider – de samme insektene vi kunne lære av for å bryte ned disse plastene og andre kjemikalier.”

Til dags dato har de fleste studier på plastspisende insekter ikke vært økologisk realistiske. Imidlertid, i dette tilfellet, konsumerte melormer omtrent 50 % av mikroplastene, utskilt en liten brøkdel, og inntaket påvirket ikke overlevelse.

Mens forskere over hele verden prøver å bekjempe trusselen fra plasttann og -negl, finnes det store selskaper som har vært nyttige i å levere oppskalerte løsninger i større skala. Et slikt selskap som har gjort betydelige fremskritt innen plastfjerning er Veolia. 

1. Veolia

Innen plastfeltet innser Veolia at en av de største utfordringene er mangelen på plastgjenvinningsanlegg. Som stiftende medlem av Alliance to End Plastic Waste ( AEPW ), sammen med over 80 medlemsbedrifter fra hele plastverdikjeden (produsenter, brukere og gjenvinnere), er Veolia forpliktet til å bidra med 1,5 milliarder dollar for å hjelpe med å eliminere plastavfall fra miljøet, spesielt havene.

Veolia har flere løsninger for plastgjenvinning. Den kan behandle flere typer harpikser som deretter kan gjenbrukes av Veolias industrielle kunder. Disse inkluderer polyetylen (HDPE eller LDPE), brukt i emballasje eller bygg; polypropylen (PP), brukt i bilindustrien, bygg, møbler og husholdningsapparater; og polyetylen tereftalat (PET), som hovedsakelig finnes i emballasje- og tekstilsektoren.

Veolia tilbyr et alternativ til jomfruelig materiale ved å hente inn og resirkulere plastavfall i flere trinn, inkludert innsamling, sortering, shredding, vask, formulering, ekstrudering og produksjon av klar‑til‑bruk sirkulære polymerer. 

Produkter som resultat av Veolias plastgjenvinningsløsninger brukes av den anglo‑hollandske gruppen Reckitt (RB.SW ) for deres Finish Quantum Ultimate rengjøringsprodukter. Veolias løsninger hjelper Reckitt i deres løfte om å gjøre 100 % av plastemballasjen resirkulerbar og inneholde minst 25 % resirkulert innhold innen 2025.

Veolia samarbeidet også med Koninklijke Van Wijhe Verf og Dijkstra Plastics for å introdusere en malingsbøtte laget av 100 % post‑forbruker‑resirkulert plast, ved bruk av resirkulerte harpikser som allerede er brukt av forbrukere. Mens Veolia bearbeidet plasten til granuler, omdannet Dijkstra Plastics den til malingsbøtter for Koninklijke Van Wijhe Verf og deres malingsmerke Wijzonol.

Veolia støttet Plastic Odyssey‑eventyret for å omdanne plastforurensning i havene til ressurser. Plastic Odyssey var et 40‑meter langt fartøy som omdannet plastavfall til energi ombord. Ekspedisjonen varte fra 2020 til 2023. På hver av sine 33 anløpshavner ble eksisterende og nye resirkuleringssystemer utviklet sammen med lokale interessenter.

Det støttet dette prosjektet og organiserte en konferanse på konsernets hovedkontor som samlet Plastic Odyssey‑teamet, Veolia‑eksperter og lederne for Veolias vannvirksomhet i Frankrike, som hadde mobilisert mer enn 170 000 av konsernets kunder til å støtte dette eventyret, samt representanter fra Veolia‑stiftelsen.

Mens de snakket om prosjektets betydning og den støtten det kunne gi initiativet, hadde Laure Simon, markedsdirektør for forbrukerdelen av Veolias vannvirksomhet i Frankrike, følgende å si:

“Bortsett fra fartøyets teknologiske dyktighet, var det som fascinerte oss alvoret i Plastic Odyssey‑prosjektet, hvis verdier er i tråd med Veolias. Vi ønsket å gi våre forbrukere muligheten til å delta: for hvert abonnement på elektronisk fakturering donerte Veolia Eau France €1 til Plastic Odyssey‑prosjektet… Mer enn 170 000 forbrukere meldte seg på initiativet. Familien som vant trekningen om å besøke Plastic Odyssey‑stedet i Marseille var virkelig entusiastisk for prosjektet.”

For de første tre kvartalene av 2024, Veolia registrerte en inntekt på 32 543 millioner euro og en EBITDA på 4 936 millioner euro. 

Fremtiden for vår kamp mot mikroplast 

Kampen mot mikroplast har foregått globalt.  I EU, for eksempel, 2019 TARA-misjonene og Ocean Race Europe i 2021 samlet mikroplastprøver fra Østersjøen, Den engelske kanal og Middelhavet. United States National Centres for Environmental Information (NCEI) samlet offentlig tilgjengelige data om mikroplastforurensning fra ulike forskningscruise og feltarbeid. 

Det er fire pågående prosjekter, PLASTICHEAL, Imptox, PLasticFatE og POLYRISK, som vil avslutte i 2025. Disse prosjektene skal alle undersøke påvirkningen og konsekvensene av mikro‑ og nanoplast på ulike aspekter av menneskers helse. 

Et annet prosjekt, Aurora, fokuserer på tidlige livspåvirkninger av eksponering for mikro‑ og nanoplast på menneskers helse. EU-kommisjonen har foreslått at mikroplast skal inkluderes i overvåkningslister for overflate- og grunnvann under Environmental Quality Standards Directives (EQSD). 

Utenfor Europa, i mars 2022, på UN Environment Assembly, ble 175 nasjoner enige om å avslutte plastforurensning. En juridisk bindende avtale – som tar for seg problemene med engangsplast og resirkuleringsteknologi, blant annet – ble besluttet å utformes innen utgangen av 2024. I 2023 forbød EU salg av løs plastglitter.

Bortsett fra organisatoriske direktiver, jobber ulike forskningsorganisasjoner på sin egen måte for å bekjempe trusselen fra mikroplastforurensning. To av de nyeste gjennombruddene har allerede blitt diskutert i innledningssegmentene. 

I 2021 ble for eksempel den første eksperimentelle studien utført på mikroplastretensjon ved marine baldakiner. Forskningen fant at marine baldakiner kan fungere som potensielle barrierer eller sluk for mikroplast. Retensjonen økte med tettheten av sjøgressskudd og den spesifikke tettheten til polymerer, mens den reduserte strømningens hastighet.

En annen studie, publisert i 2021, undersøkte mulighetene for å sanere mikroplast i marine miljøer ved hjelp av membranteknologi. Membranteknologi omfatter et spekter av teknologier, inkludert mikrofiltrering, ultrafiltrering og nanofiltrering. 

Ifølge forskning publisert i 2019, ble ti anbefalinger gitt til interessenter for å redusere plastforurensning. Disse inkluderte:

(1) Regulering av produksjon og forbruk

(2) Øko‑design

(3) Øke etterspørselen etter resirkulert plast

(4) Redusere bruken av plast

(5) Bruk av fornybar energi til resirkulering

(6) Utvidet produsentansvar for avfall

(7) Forbedringer i avfallsinnsamlingssystemer

(8) Prioritering av resirkulering

(9) Bruk av bio‑basert og biologisk nedbrytbar plast

(10) Forbedring av gjenvinnbarhet for e‑avfall

Imidlertid er utfordringen at disse små mikroplastpartiklene ofte er så små at de kan passere gjennom vannfiltreringssystemer, og vi kan da uvitende innta dem. De kan transporteres i atmosfæren og spre seg til selv de fjerneste hjørner av jorden. De har blitt funnet i honning, te og sukker, samt i frukt og grønnsaker.

Ifølge en studie fra Cardiff University gjør mikroplast også vei inn på jordbruksområder gjennom avløpsslam som brukes som gjødsel. Det som forsterker bekymringen er at store mengder av denne mikroplasten vil ende opp i vannveier som følge av avrenning fra jordens øverste lag.

I 2015 endret Kongressen Federal Food, Drug, and Cosmetic Act (FD&C Act) ved å vedta Microbead-Free Waters Act of 2015. Loven forbyr produksjon, emballering og distribusjon av skylle‑kosmetikk som inneholder plastmikroperler. Den gjelder også produkter som både er kosmetikk og reseptfrie (også kalt «over‑the‑counter» eller OTC) legemidler, som tannkrem.

Alt i alt er krigen mot mikroplast nå en 360‑grad kamp. Forskerne, internasjonale organisasjoner, selskaper og nasjonale myndigheter kjemper sammen. Imidlertid vil fullstendig fjerning kreve mer bevissthet blant brukere og interessenter som produserer disse produktene som inneholder mikroplast.

Klikk her for å lære hvordan bærekraftsmåling kan hjelpe oss med å begrense plastforurensning.