Mikroplast: kan KI og lysdrevet fotokatalyse hjelpe? Oversikt fra 2023

Kunstig intelligens (KI) kan støtte dataanalyse, legemiddelutvikling og automatisering. Allsidigheten gjør teknologien relevant også for miljøforskning. I denne oversikten fra 2023 ser vi på forskning ved University of Waterloo om identifisering av mikroplast og andre mulige forskningsretninger.

Forstå mikroplastikk

Før vi ser på KI, er det nyttig å forstå hva mikroplast er, og hvilke mulige risikoer den innebærer for mennesker og miljø.

Hva er mikroplastikk?

Mikroplastikk er små plastpartikler som måler mindre enn 5 millimeter i diameter.  De stammer fra ulike kilder, inkludert nedbrytning av større plastavfall, mikrokuler i personlig pleieprodukter og syntetiske fibre som slippes ut når klær vaskes.
Dessverre betyr vår avhengighet av slike materialer at mikroplastikk nå er gjennomgripende i miljøet.  De finnes i hav, ferskvannssystemer og til og med i luften.  Dette skyldes delvis at deres lille størrelse gjør dem lett transportable mellom ulike økosystemer og enda vanskeligere å fjerne når de først har kommet inn i miljøet.

Mulige risikoer

Mikroplastens lille størrelse og lange levetid gir grunn til bekymring. Dyr kan svelge partiklene, som dermed kan komme inn i næringskjeden. Fysiske eller kjemiske skader avhenger blant annet av sammensetning, størrelse og eksponering. Partikler kan også binde forurensninger fra omgivelsene. Forskere har allerede rapportert mikroplast i menneskelige morkaker. Dette funnet beviser ikke i seg selv skade på et foster.

I tillegg betyr deres utbredte tilstedeværelse og holdbarhet at de akkumuleres i økosystemer raskere enn de brytes ned, og utgjør langsiktige økologiske og helsemessige risikoer.

Omfanget av virkningene på menneskers helse undersøkes fortsatt. Partikkelfunn er ikke i seg selv bevis for en bestemt sykdom.

Spredning under ekstremvær

Studier viser at orkaner kan bidra til spredning av mikroplast. Kanadiske forskere målte under orkanen Larry i 2021 et maksimalt nedfall på 113 569 ± 29 215 mikroplastpartikler per kvadratmeter per døgn ved ett kystnært målested i Newfoundland. Dette var en lokal måling av atmosfærisk nedfall på land, ikke et gjennomsnitt for hele Nord-Atlanteren.

Pilotstudien og modelleringen av luftmassenes bevegelser pekte på havet som en sannsynlig viktig kilde. Resultatene illustrerer hvordan orkaner kan flytte partikler fra hav til land og avsidesliggende områder. De måler ikke alle menneskers eksponering og beviser ikke bestemte helseskader.

Hva gjøres med mikroplastikk?

Heldigvis finnes det allerede forskerteam over hele verden som arbeider med å takle og en dag løse det økende problemet med mikroplastikk.  Følgende er et par eksempler på dette som forhåpentligvis vil føre til at slike tilnærminger tas i bruk i stor skala.

Kunstig intelligens

Et tverrfaglig forskerlag ved University of Waterloo beskrev i en studie hvordan KI kan forbedre identifiseringen av mikroplast.

PlasticNet bruker dyp læring til å gjenkjenne ulike plasttypers spektroskopiske fingeravtrykk i mikro-FTIR-data. Informasjonen kan blant annet hjelpe innen:

• avløpsvannbehandling
• matproduksjon

Nøyaktig identifisering kan hjelpe renseanlegg og matprodusenter med å vurdere forurensning og velge målrettede tiltak.

PlasticNet ble testet på mikroplast som var isolert fra prøver fra et lokalt renseanlegg. Systemet identifiserte partiklene, men fjernet dem ikke selv fra vannet. Videre trening og testing var neste forskningssteg.

Lysdrevet fotokatalyse

I tillegg til KI undersøkes fotokatalyse for å omdanne plastavfall til nyttige kjemikalier. Et forskerlag med professor Shizhang Qiao ved University of Adelaide undersøkte polyetylen med en titandioksidkatalysator som inneholdt atomært fordelt palladium.

I laboratorieforsøkene ble polyetylen først forbehandlet med salpetersyre. Deretter ga en lysdrevet reaksjon etylen og propionsyre. Høy selektivitet for enkelte produkter betyr ikke at all plasten ble fullstendig omdannet til disse produktene.

Polyetylen er vanlig, men ikke all mikroplast består av dette materialet. Studien viste ikke en metode for direkte å fjerne spredt mikroplast fra miljøet eller menneskekroppen.

KI kan kanskje senere hjelpe til med å optimalisere og overvåke slike reaksjoner. Kombinasjonen er en mulig forskningsretning, ikke et allerede påvist resultat av de to studiene.

Hva kan du gjøre?

Å forebygge plastavfall kan begrense mengden som havner i miljøet. Her er noen mulige endringer i hverdagen.

Minimer engangsplast: Små mengder sugerør, bestikk og poser blir samlet til store avfallsmengder. Gjenbrukbare alternativer kan bidra til å redusere dem. Det finnes allerede eksempler på offentlige initiativer som takler dette.

Vurder fibrene i klærne: Syntetisk fleece lages ofte av polyetylentereftalat (PET) og kan avgi plastfibre. Naturfibre som ull unngår denne bestemte plastkilden, men den samlede miljøbelastningen avhenger også av produksjon, bruk og stell.

Dette er to mulige vaneendringer. Langvarig gjenbruk av flasker og andre produkter kan også redusere avfallet avhengig av levetid og bruksmåte.

Bransjeaktører

Metodene ovenfor er på forskningsstadiet. Følgende selskaper arbeider med gjenvinning eller alternative plastmaterialer. Det betyr ikke at de benytter PlasticNet eller den beskrevne fotokatalytiske metoden.

*Tallene nedenfor er ikke oppdatert, men er historiske øyeblikksbilder fra den opprinnelige oversikten fra 2023. De er ikke dagens verdsettelser. De angitte negative P/E-tallene er ikke meningsfulle verdsettelsesmål for selskaper med underskudd. Kontroller oppdaterte tall og selskapsstatus.*

1. PureCycle Technologies, Inc.

PCT Prisdiagram

PureCycle utvikler rensing av polypropylen med løsemiddel, temperatur og trykk. Farge, lukt og forurensninger fjernes uten at plasten depolymeriseres. Den 25. april 2023 meldte selskapet at den mekaniske byggingen av Ironton-anlegget var ferdig. Nominell kapasitet ved full drift var 107 millioner pund resirkulert plast årlig, ikke en allerede oppnådd årsproduksjon.

2. Loop Industries, Inc.

LOOP Prisdiagram

Loop Industries (LOOP ) bruker depolymerisering til å bryte ned vanskelig gjenvinnbar PET og polyesterfibre til monomerer. L’Oréal hadde kunngjort et samarbeid med Loop om resirkulert PET. Den allerede presenterte enzymatisk resirkulerte L’Oréal-flasken brukte derimot Carbios-teknologi. Loop og SK Geo Centrics samarbeid om et anlegg i Ulsan, kunngjort i 2023, ble avsluttet 14. januar 2025.

3. Danimer Scientific, Inc

Danimer Scientific utviklet biobasert plast, blant annet polyestere produsert av mikroorganismer fra planteoljer. Biologisk nedbrytbarhet og komposterbarhet avhenger av produkt og forhold. Selskapet ble børsnotert gjennom en SPAC-fusjon i 2020, men det beviser ikke vedvarende vekst. Den 18. mars 2025 søkte Danimer og datterselskapene om beskyttelse etter Chapter 11 i amerikansk konkurslovgivning.

Avsluttende tanker

KI kan forbedre identifiseringen av mikroplast, mens fotokatalyse undersøkes for å utnytte enkelte plastavfallsstrømmer. Effektivitet, sikkerhet og økonomisk anvendelighet krever videre vurdering.

Videre forskning kan bidra til en mer bærekraftig og miljøbevisst fremtid.