Mikroplaster: kan AI och ljusdriven fotokatalys hjälpa? Översikt från 2023

Artificiell intelligens kan stödja dataanalys, läkemedelsutveckling och automatisering. Teknikens mångsidighet gör den användbar även inom miljöforskning. I denna översikt från 2023 granskar vi forskning vid University of Waterloo om identifiering av mikroplaster och andra möjliga forskningsvägar.

Förståelse av mikroplaster

Innan vi undersöker hur AI kan hjälpa behöver vi förstå vad mikroplaster är och vilka möjliga risker de innebär för människor och miljö.

Vad är mikroplaster?

Mikroplaster är plastpartiklar mindre än fem millimeter. De kan uppstå när större plastföremål bryts ned, från mikrokorn i hygienprodukter och från syntetiska fibrer som lossnar vid tvätt av kläder.

Den omfattande plastanvändningen har gjort att mikroplaster finns i hav, sötvatten och luft. Deras storlek underlättar spridning mellan ekosystem och gör dem svåra att avlägsna ur miljön.

Möjliga risker

Mikroplasternas lilla storlek och långa livslängd väcker oro. Djur kan svälja partiklarna, som därmed kan komma in i näringskedjan. Beroende på sammansättning, storlek och exponering kan fysiska eller kemiska skador uppstå. Partiklar kan också binda föroreningar från omgivningen. Forskare har redan rapporterat mikroplaster i mänskliga moderkakor. Det fyndet bevisar inte i sig att ett foster har skadats.

Deras breda spridning och långsamma nedbrytning gör att de kan ansamlas i ekosystemen, vilket väcker långsiktig miljöoro.

Omfattningen av effekterna på människors hälsa undersöks fortfarande. Förekomst av partiklar är inte i sig bevis för att de orsakar en viss sjukdom.

Spridning vid extremväder

Studier visar att orkaner kan bidra till att sprida mikroplaster. Kanadensiska forskare uppmätte under orkanen Larry 2021 som mest 113 569 ± 29 215 nedfallna mikroplastpartiklar per kvadratmeter och dygn vid en kustnära mätplats i Newfoundland. Det var en lokal mätning av atmosfäriskt nedfall på land, inte ett medelvärde för hela Nordatlanten.

Pilotstudien och modelleringen av luftmassornas rörelser pekade på havet som en sannolik viktig källa. Resultaten visar hur orkaner kan transportera partiklar från hav till land och avlägsna områden. De mäter inte alla människors exponering och bevisar inte någon bestämd hälsoskada.

Vad görs mot mikroplaster?

Forskargrupper världen över utvecklar sätt att mäta, begränsa och hantera mikroplaster. Här följer två forskningsexempel.

Artificiell intelligens

Ett tvärvetenskapligt forskarlag vid University of Waterloo beskrev i en studie hur AI kan förbättra identifieringen av mikroplaster.

PlasticNet använder djupinlärning för att känna igen olika plasters spektroskopiska fingeravtryck i micro-FTIR-data. Informationen kan vara användbar inom bland annat:

• avloppsrening
• livsmedelsproduktion

Noggrann identifiering kan hjälpa reningsverk och livsmedelsproducenter att bedöma föroreningar och välja riktade åtgärder.

PlasticNet testades på mikroplaster som isolerats ur prover från ett lokalt reningsverk. Systemet identifierade partiklarna men avlägsnade dem inte självt ur vattnet. Fortsatt träning och testning var nästa steg i forskningen.

Ljusdriven fotokatalys

Utöver AI undersöks fotokatalys för att omvandla plastavfall till användbara kemikalier. Ett forskarlag med professor Shizhang Qiao vid University of Adelaide studerade polyeten med en titandioxidkatalysator som innehöll atomärt fördelat palladium.

I laboratorieförsöken förbehandlades polyeten med salpetersyra, varefter en ljusdriven reaktion gav eten och propionsyra. Hög selektivitet för vissa produkter innebär inte att all plast omvandlades fullständigt till dessa produkter.

Polyeten är vanligt, men alla mikroplaster består inte av det. Studien visade inte någon metod för att direkt avlägsna utspridda mikroplaster ur miljön eller människokroppen.

AI skulle framöver kunna hjälpa till att optimera och övervaka sådana reaktioner. Kombinationen är en möjlig forskningsinriktning, inte ett redan visat resultat av de två studierna.

Vad kan du göra?

Att förebygga plastavfall kan minska mängden som når miljön. Här är några möjliga förändringar i vardagen.

Minimera engångsplast: Små mängder sugrör, bestick och påsar blir tillsammans stora avfallsvolymer. Återanvändbara alternativ kan hjälpa till att minska dem. Det finns redan exempel på offentliga initiativ för detta.

Tänk på klädernas fibrer: Syntetisk fleece tillverkas ofta av polyetentereftalat (PET) och kan avge plastfibrer. Naturfibrer som ull undviker just den plastkällan, men den totala miljöpåverkan beror även på tillverkning, användning och skötsel.

Detta är två möjliga vaneförändringar. Långvarig återanvändning av flaskor och andra produkter kan också minska avfallet beroende på hur länge och på vilket sätt de används.

Branschaktörer

Studierna ovan befinner sig på forskningsstadiet. Följande företag arbetar med återvinning eller alternativa plaster. Det innebär inte att de använder PlasticNet eller just den beskrivna fotokatalytiska metoden.

*Siffrorna nedan är inte uppdaterade utan utgör ögonblicksbilder från den ursprungliga översikten 2023. De är inte aktuella värderingar. Angivna negativa P/E-tal är inte meningsfulla värderingsmått för förlustbolag. Kontrollera aktuella uppgifter och företagens status.*

1. PureCycle Technologies, Inc.

PCT Prisdiagram

PureCycle utvecklar rening av polypropen med lösningsmedel, temperatur och tryck. Färg, lukt och föroreningar avlägsnas utan att plasten depolymeriseras. Den 25 april 2023 meddelade bolaget att den mekaniska byggnationen av anläggningen i Ironton var klar. Den nominella kapaciteten vid full drift var 107 miljoner pund återvunnen plast per år, inte en redan uppnådd årsproduktion.

2. Loop Industries, Inc.

LOOP Prisdiagram

Loop Industries (LOOP ) använder depolymerisering för att bryta ned svåråtervunnen PET-plast och polyesterfibrer till monomerer. L’Oréal hade aviserat ett samarbete med Loop för återvunnen PET. Den redan presenterade enzymatiskt återvunna L’Oréal-flaskan använde däremot Carbios teknik. Loop och SK Geo Centrics samarbete om en fabrik i Ulsan, som aviserades 2023, avslutades den 14 januari 2025.

3. Danimer Scientific, Inc

Danimer Scientific utvecklade biobaserade plaster, bland annat polyestrar som mikroorganismer producerar från växtoljor. Biologisk nedbrytbarhet och komposterbarhet beror på produkten och förhållandena. Bolaget börsnoterades genom en SPAC-fusion 2020, men det bevisar inte fortsatt tillväxt. Den 18 mars 2025 ansökte Danimer och dess dotterbolag om skydd enligt Chapter 11 i den amerikanska konkurslagstiftningen.

Avslutande tankar

AI kan förbättra identifieringen av mikroplaster, medan fotokatalys undersöks för att tillvarata vissa plastavfallsströmmar. Effektivitet, säkerhet och ekonomisk tillämpbarhet behöver utvärderas vidare.

Fortsatt forskning kan bidra till en mer hållbar och miljömedveten framtid.