Mga Eco-Friendly na Alternatibo sa Plastik: Susi sa Pagsisikap para sa Kapanatagan – Ang Biodegradable na Plastik ba ay Solusyon?

Ang pag-iral at pag-ipon ng microplastics sa ating ekosistema ay mahusay na dokumentado, at kamakailang ebidensya ay nagpapahiwatig na may mapanirang epekto ito sa iba’t ibang prosesong biyolohikal. Habang patuloy nating natutuklasan ang microplastics sa ating mga baga, ugat, at maging sa mga placenta, patuloy pa rin tayong nag-aaral tungkol sa kanilang epekto sa kapaligiran at kalusugan ng tao. 

Ang laganap na paggamit ng plastik ng tao ang nagdulot ng microplastics, na nananatiling tumatagal sa kapaligiran. Ang microplastics ay maliliit na piraso, karaniwang sukat mula 5 milimetro (mm) hanggang 500 mikrometer (µm), na nagmumula sa pang-araw-araw na produktong plastik. 

Ang mga particle na ito ay nagmula sa mga bote, bag, packaging, at iba pang pinagmumulan ng plastik, pati na rin sa pagkapudpod ng gulong, sintetikong tela, at microbeads mula sa mga produktong pangpersonal na pangangalaga. Karaniwang nabubuo ang microplastics sa pamamagitan ng iba’t ibang pisikal at kemikal na proseso, kabilang ang pagkapudpod, UV degradation, mga proseso ng paggawa, at pisikal o kemikal na pinagmulan ng fragmentation.

Ang pag-ipon ng microplastics sa natural na kapaligiran, kabilang ang mga karagatan, pag-ulan, at lupa, ay dahil sa kemikal na katangian ng mga polymer ng plastik na gawa sa petrolyo. Ang mga polymer na ito ay malalaking molekula na binubuo ng maraming mas maliliit na tinatawag na monomers. Ang mga malawak na ginagamit na plastik na ito ay karaniwang hindi naaabot ng prosesong biyolohikal.

Dahil halos hindi masira, na maaaring tumagal ng dekada hanggang siglo bago mabuwag, lumalawak ang pangangailangan para sa alternatibo sa tradisyonal na plastik na gawa sa petrolyo at microplastics. Ang sagot sa problemang ito ay ang pag-develop ng mga plastik na hindi lumilikha ng matitibay na microplastics bilang bahagi ng kanilang normal na siklo ng buhay.

Kahit na ang plastik ay maayos na kinokolekta at nire-recycle, patuloy pa rin itong gumagawa ng microplastics bilang bahagi ng normal na pagkasira mula sa pang-araw-araw na paggamit o bilang resulta ng mga proseso ng pag-recycle o paghuhugas. Kaya, upang maiwasan ito, kailangan nating mag-develop ng mga bagong materyales ng plastik na ganap na nabubulok, na nangangahulugang mabilis itong nabubulok sa pamamagitan ng aksyon ng mga buhay na organismo sa kapaligiran.

Kaya, upang makatulong dito, isang bagong pag-aaral ng Algenesis Corporation at mga siyentipiko at propesor sa University of California San Diego ang lumikha ng polymer na batay sa halaman na nabubulok sa antas ng microplastic sa loob ng pitong buwan.

Ang biodegradation ay ang proseso kung saan ang mga polymer ay nabubulok sa mas simpleng molekula ng mga mikrobyo. Ang mga molekulang ito ay maaaring magamit bilang pinagmumulan ng carbon para gumawa ng biomass. Gayunpaman, upang mangyari ito, kailangang magkaroon ang polymer ng mga kemikal na bond, pangunahin sa pangunahing backbone na istruktura nito.

Ito ay dahil nagiging pisikal na naa-access ang mga ito sa mga enzyme na natural na kumikilala sa mga bond na ito bilang substrate. Ang mga monomer na molekulang inilalabas sa pamamagitan ng enzymatic cleavage ay maaaring kainin ng mga mikroorganismo.

Sa ating natural na kapaligiran, karaniwang isinasagawa ang buong prosesong ito ng isang grupo ng mga mikrobyo tulad ng bakterya at fungi. Ang mga mikrobyong ito ay naglalabas ng hydrolytic enzymes, na nagbubuwag sa polymer upang ilabas ang iba’t ibang oligomer at monomer na magagamit ng mga mikrobyo bilang pinagmumulan ng carbon.

Ang catabolism ng mga monomer at oligomer na nagmula sa polymer ay sumusunod, na kinabibilangan ng pagbuwag ng mga kumplikadong molekula. Ang prosesong ito ay nagreresulta sa produksyon ng biomass ng organismo at CO₂ sa pamamagitan ng paghinga.  

Ang katotohanan ay, habang ang mga biobased na materyales ay maaaring magmula sa mga natural na renewable na pinagkukunan, ang limitadong kakayahan nitong mabubulok ay nag-iiwan nito sa kapaligiran. Maaari ring ang persistence na ito ay dulot ng kemikal na pagproseso na nagiging hindi naa-access sa biyolohikal na pagputol.

Ang mga nabubulok na materyales ay maaaring gawin mula sa petrolyo at iba pang fossil resources dahil ang nabubulok na katangian ay nakadepende sa katangian ng materyal, hindi sa pinagmulan nito.

Pag-abot sa Imposibleng

Ang pag-aaral, na tumanggap ng pondo mula sa Department of Energy (DOE), ay naglalayong humanap ng mga nabubulok na pamalit para sa mga materyales na umiiral na. Gayunpaman, ang paghahanap ng mga materyales na hindi nag-iipon sa kapaligiran ay “hindi madaling gawin,” sabi ni co-author Michael Burkart, na co-founder din ng Algenesis. 

Ang patented na teknolohiyang Soleic™ ng kumpanyang pang-agham ng materyales ay ang kauna-unahang renewable, ganap na nabubulok, at mataas na performance na plastik na gawa mula sa halaman. Ginagamit ng Algenesis ang teknolohiyang ito upang gumawa ng sapatos, surfboard, at iba pang pang-boot. Ayon kay Burkart, propesor ng Chemistry at Biochemistry sa UC San Diego:

“Kakayanin pa lamang natin maunawaan ang mga implikasyon ng microplastics. Kakaunti pa lamang ang nalalaman natin tungkol sa mga epekto sa kapaligiran at kalusugan.”

Sa pagtalakay sa kanilang gawain, sinabing co-author at co-founder ng Algenesis na si Robert Pomeroy, na katulad ni Burkart ay may equity sa kumpanya at nagsisilbing propesor ng kimika at biochemistry, ay binanggit na unang nilikha nila ang mga polymer na batay sa algae mahigit anim na taon na ang nakalilipas. Nauunawaan nila na ang polymer na ito ay ganap na nabubulok, kaya nitong “mawala sa compost.”

Sa unang pagkakataon, nagkaroon ng pagkakataon ang koponan na sukatin ito sa antas ng microparticle. Para dito, giniling nila ang materyal sa pinong microparticles, at upang patunayan na ito ay natutunaw ng mga mikrobyo, gumamit ang koponan ng tatlong magkaibang kasangkapan sa pagsukat.

Ang respirometer ang unang kasangkapan, na ginamit upang sukatin ang carbon dioxide (CO₂) na inilalabas kapag nabubulok ang materyal ng mga mikrobyo. Sa paghahambing ng pagkasira ng selulosa sa pamantayan ng industriya na 100% nabubulok, ipinakita ng mga resulta na ang polymer na batay sa halaman ay halos katumbas ng selulosa sa halos 100%.

Ang ikalawang kasangkapan ay water floatation, isang pamamaraan na sinasamantala ang katotohanang ang mga plastik ay hindi natutunaw at lumulutang sa tubig, kaya madaling alisin mula sa ibabaw. Ipinakita ng mga pagsubok na isinagawa sa 90 at 200 araw na halos lahat ng petrolyo‑based na microplastics ay na-recover. Sa kabilang banda, para sa algae‑based na microplastics, 32% lamang ang na-recover matapos ang siyam na araw at 3% lamang matapos ang 200 araw, na nagpapakita ng mataas na nabubulok na katangian.

Sa kemikal na pagsusuri gamit ang gas chromatography/mass spectrometry (GCMS), natuklasan ang presensya ng mga monomer, na nagpapahiwatig na ang polymer ay nabubuwag sa orihinal nitong materyales mula sa halaman. 

“Ito ang unang plastik na napatunayan na hindi lumilikha ng microplastics habang ginagamit natin ito.”

– Co-author Stephen Mayfield, co-founder ng Algenesis

Dagdag pa niya:

“Ito ay higit pa sa isang sustainable na solusyon para sa huling yugto ng buhay ng produkto at sa ating masikip na mga landfill. Ito ay tunay na plastik na hindi magdudulot ng sakit sa atin.”

Bagaman malaki na ang progreso, ito ay simula pa lamang. Ang susunod na hakbang ay ang pag-aangkop ng bagong materyal para magamit sa kasalukuyang kagamitan sa paggawa na dinisenyo para sa tradisyonal na plastik. Sa layuning ito, nakipag-ugnayan ang Algenesis sa ilang kumpanya upang gumawa ng mga produkto gamit ang polymer na batay sa halaman. Kabilang sa mga kolaborasyon ang paggamit ng Trelleborg ng algae‑based na polymer sa mga coated na tela at paggawa ng mga case para sa mobile phone kasama ang RhinoShield.

Ayon kay Burkart:

“Nang simulan namin ang gawaing ito, sinabihan kami na imposible ito. Ngayon, nakikita namin ang ibang realidad. Marami pang gawain na dapat tapusin, ngunit nais naming magbigay ng pag-asa sa mga tao. Posible ito.”

Ang Hinaharap ba ng Biodegradable na Plastik?

Makikita natin na ang sektor ng plastik ay sumasailalim sa isang transformasyon. Mahalaga ito dahil ang plastik ay bumubuo ng humigit‑kumulang 14% ng ating basura, at karamihan nito ay napupunta sa dagat. Ayon sa estadistika, kasalukuyan tayong gumagawa ng higit sa 350 milyong metrikong tonelada ng plastik na basura bawat taon, na inaasahang aabot sa isang bilyong metrikong tonelada pagsapit ng 2060 kung walang pagbabago sa kasalukuyang patakaran.

Sa pagsusuri ng life cycle ng karamihan sa mga materyales ng plastik, lumalabas na 79% ng lahat ng plastik na ginawa ay itinatapon sa mga landfill o napupunta sa kapaligiran, habang 12% lamang ang sinusunog at 9% ang nire-recycle. Sa kabila ng malaking pagtaas ng recycling sa nakaraang apat na dekada, ang recycling ng non‑fiber na plastik ay nanatiling 18%, halos walang textile fibers ang nare-recycle. Ang stagnasyon na ito ay pangunahing dulot ng limitasyon ng dominanteng anyo ng recycling, na nakatuon sa pag-convert ng mga plastik na basura sa bagong hugis gamit ang init at mekanikal na puwersa, kung saan mahalaga ang kalidad ng input.

Sa gitna ng kontekstong ito, dumarami ang mga kumpanya sa buong mundo na kumikilos upang bawasan ang paggamit ng tradisyonal na plastik at palitan ito ng mas sustainable at responsableng alternatibo.

Ang biodegradable na plastik ay kinabibilangan ng bioplastics na ang mga sangkap ay nagmula sa renewable na hilaw na materyales at plastik na may biodegradable additives upang mapabuti ang kanilang nabubulok na katangian.

Kadalasang ginagawa ang bioplastics mula sa bio‑based polymers at may potensyal na mag‑ambag sa mas sustainable na commercial plastic life cycles. Dito, ang mga polymer ay gawa mula sa renewable o recycled na hilaw na materyales. Ang bio‑based na plastik ay karaniwang may mas mababang carbon footprint kumpara sa fossil‑based na plastik. Ipinapakita rin nila ang mga kapaki‑pakinabang na katangian ng materyal at maaaring maging compatible sa umiiral na recycling streams.

Lahat ng ito, kasama ang lumalawak na kamalayan, pananaliksik, at pamumuhunan sa industriya ng plastik, ay nagdala sa pagtaas ng presensya ng biodegradable na plastik sa ating pang‑araw‑araw na buhay.

Bagaman malayo pa tayo sa makabuluhang pagtanggal ng tradisyonal na plastik sa ating buhay, maraming nakakaengganyong hakbang ang ginagawa. Kabilang dito ang paghahanap ng nabubulok na materyales para sa paggawa ng mga produkto. Siyempre, mahirap palitan ang plastik sa maraming aplikasyon, ngunit sa malapit na hinaharap, maraming produkto ang gagawin sa mas eco‑friendly na paraan. 

Ang mga produktong environment‑friendly ay pinakapopular sa sektor ng food packaging, na bumubuo ng humigit‑kumulang 39% ng kabuuang plastik na ginawa. Ipinapakita nito ang malaking potensyal para sa biodegradable na plastik sa industriya. Halimbawa, depende sa produkto, maaaring palitan ang mga plastik na bote ng nabubulok na materyales, na may aplikasyon hindi lamang sa food packaging kundi pati na rin sa nutraceuticals.

Ang mga food tray ay isa pang magandang halimbawa (kasama ang kutsara, kutsarita, tinidor, at tasa) kung saan ang paggamit ng nabubulok na materyales ay maaaring mag‑allow na itapon ang lalagyan at laman nito sa iisang basurahan. Ang iba pang mga produktong gumagamit ng nabubulok na materyales ay kinabibilangan ng coffee capsules, mga bag para sa prutas at gulay, at mga garbage bag.

Nag‑aalok ang biodegradable na plastik ng malawak na hanay ng posibilidad para sa paggawa ng iba’t ibang uri ng packaging habang mas mahusay na natutugunan ang pangangailangan ng maraming aplikasyon ng packaging, tulad ng flexibility, printability, at barrier enhancements.

Kamakailang datos ay nagpapahiwatig na ang pandaigdigang merkado para sa biodegradable packaging ay may napakalaking potensyal na paglago; noong 2022, ito ay tinatayang nagkakahalaga ng humigit‑kumulang $87 bilyon, at sa 2029, inaasahang lalago sa CAGR na 6.96%. At sa lahat ng subsegment, ang plastik ang pinaka‑kita at inaasahang lalago nang mas mabilis kaysa sa anumang ibang uri ng materyal.

Lalo na, ang bioplastic, isang promising na alternatibo sa petrolyo‑based na polymer, ay may potensyal na bawasan ang ating pag‑asa sa fossil fuels at ang mga emissions na nag-aambag sa pagbabago ng klima.

Ang pinakakaraniwang biodegradable na plastik ngayon ay nagmula sa starch o selulosa, kabilang ang polylactic acid (PLA), poly‑3‑hydroxybutyrate (PHB), at polyhydroxyalkanoates (PHA). Ang mga materyal na ito ay madalas gamitin sa industriya ng inumin, parmasya, personal, at home care, dahil sila ay recyclable at nabubulok.

Bukod sa packaging, maaaring magamit ang biodegradable na plastik sa agrikultura, kung saan maaari itong gamitin bilang mulch, na mahal ang pag‑recycle. Ang compostable na mulch dito ay magtatanggal ng pangangailangan na kolektahin ang basura dahil ito ay mawawala sa loob ng ilang buwan nang hindi nag‑iiwan ng microplastics na magtatagal ng maraming dekada.

Bagaman maraming benepisyo at aplikasyon, ang biodegradable na plastik ay may mga trade‑offs tulad ng mas mataas na gastos at negatibong epekto sa agrikultura. Gayunpaman, ang umuusbong na mga biological at chemical na pamamaraan, teknolohikal na pag‑unlad, pinansyal na insentibo, at malinaw na regulasyon ay makakatulong sa malawakang aplikasyon ng bioplastics at magdadala ng sustainable na epekto.

Dahil dito, aktibong iniimbestigahan ng mga mananaliksik ang mas magagandang materyales at malinis na pamamaraan ng produksyon para sa pinahusay na katangian at mga bagong henerasyon na aplikasyon. Sa 43.5%, ang Europa ay kasalukuyang nangunguna sa komersyal na paggawa ng bioplastics, na inaasahan na aabot sa 7.6 milyong tonelada pagsapit ng 2026. 

Konklusyon

Pagkatapos ng maraming taon ng pag-aaral, kilala na ngayon na ang microplastics ay nag-iipon sa lahat ng pisikal na kapaligiran, tulad ng mga anyong-tubig, lupa, at pag‑ulan, at kahit na kumakalat sa hangin. Dahil sa kanilang laganap na presensya, bahagi na ngayon ng food chain ang microplastics, at may ebidensya na maaari silang magdulot ng malubhang pinsala sa tao, hayop, at mga ekosistema.

Ito ay nag-udyok ng pananaliksik tungo sa mga nabubulok na materyales, na nag-aalok ng mas environment‑friendly na alternatibo sa tradisyonal na plastik. Kasabay ng pag‑develop ng mga bagong materyales, isinasagawa ang mga pagsisikap upang ipatupad ang mga universal na pamantayan. Bukod pa rito, kailangan ang pagbabago sa pag-uugali patungo sa paggamit ng mas kaunting plastik at pagtaas ng paggamit ng mga produktong gawa sa bioplastics.  

Sama‑sama, tiyak na may potensyal silang magdala ng positibong epekto sa pamamagitan ng pag‑mitiga ng krisis sa plastik na basura at mga carbon emissions. Gayunpaman, mahalagang tandaan na kahit ang biodegradable na plastik ay nangangailangan ng tamang kondisyon ng composting upang matiyak na natutupad nito ang pangako. Sa kabuuan, unti‑unti tayong sumusulong patungo sa isang mas berde na hinaharap.

I‑click dito para sa listahan ng limang pinakamahusay na kumpanyang bioplastic.