Egy műanyag, amely még a papírnál is gyorsabban lebomlik a tengerben
Évente több millió tonna műanyag kerül a tengerekbe, ezek pedig makroműanyagként, majd későbbi degradációjuk eredményeként mikroműanyagként súlyosan veszélyeztetik az élővilágot, köztük az embert. Ezért is rendkívül fontos a tengervízbe jutó műanyagok biológiai bomlásának megértése: a kutatók már évek óta vizsgálják, hogy ez a folyamat melyik műanyagtípusoknál zajlik le a leggyorsabban. A Woods Hole Oceanográfiai Intézet tudósai nemrég több műanyag esetében is megvizsgálták, miként bomlanak le a tengervízben. Megállapításuk szerint az általuk szimulált körülmények között a több mint száz éve használatos cellulóz-diacetát (CDA) nevű bioműanyag esett szét a leghamarabb. Felfedezésük teljesen új irányokat nyithat a műanyagszennyezés elleni küzdelemben.
Műanyagok a tengerekben
A műanyagok környezetünk legjelentősebb szennyezőanyagai közé tartoznak, nemcsak a szárazföldön, hanem az óceánokban és a tengerekben is. Mára a földön mindenhol megtalálhatóak, beépülnek a táplálékláncba, és ezáltal az emberi szervezetbe is bekerülnek. Évente közel 13 millió tonna (más számítások szerint 8-10 millió tonna) műanyag kerül az óceánokba, amelyekben becslések szerint ma már összesen több mint 150 millió tonna van belőle. Ez nagyjából az összes tengeri szennyezés 80%-át jelenti, túlnyomórészt pedig egyszer használatos műanyagból, illetve a vízben hagyott műanyag halászeszközökből áll. A műanyagszennyezés súlyosan veszélyezteti a tengeri élőlényeket és közvetve az embert is, valamint jelentős gazdasági károkat okoz, elsősorban a halászat és a turizmus területén. A különböző anyagokból készült műanyagok a környezetbe kikerülve – így a tengerekben is – mind másként viselkednek; eltérő idő alatt alakulnak mikroműanyagokká, illetve bomlanak le. Éppen ezért fontos kutatni degradálódásuk folyamatát.
A cellulóz-diacetát
A cellulóz-diacetát (CDA) egy, a növényi sejtfalakban található cellulózból és ecetsavból létrehozott bioműanyag, tehát természetes polimer, nem kőolajszármazék. A gyártásához szükséges cellulózt elsősorban fapépből nyerik. Az anyagot már az 1800-as évek végén kifejlesztették, és azóta is számos termékben előfordul, mivel sokoldalúan felhasználható – alkalmazzák például szemüvegkeretekben, cigarettaszűrőkben, textíliákban és fotófilmekben is. Kiterjedt hasznosítási körének köszönhető, hogy ez az egyik legszélesebb körben gyártott természetes polimer: évente nagyjából egymillió tonnát állítanak elő belőle. E mennyiség jelentős része az óceánokban köt ki, elsősorban eldobott cigarettacsikkek és egyszer használatos műanyagok formájában. Azt már több kutatás is bizonyította, hogy a CDA-alapú termékek a szárazföldön, a tengervízben, az édesvízben, a brakkvízben és a szennyvízben is lebomlanak, nemrég pedig a lebontásukat végző mikroorganizmusokat is sikerült azonosítani.
A Woods Hole Oceanográfiai Intézet kutatói évek óta tanulmányozzák, hogy a különböző műanyagok miként degradálódnak a tengervízben. Legutóbb egy 36 hetes vizsgálat során azt nézték meg, hogy ha a külön az erre a célra kialakított tartályokban a fényviszonyok, a hőmérséklet és a vízáramlás szabályozásával valós óceáni körülményeket szimulálnak, akkor milyen változások figyelhetőek meg a cellulóz-diacetát habosított és szilárd változatán, illetve több más gyakori műanyagon. A kísérlet során arra jutottak, hogy az eltelt idő alatt a cellulóz-diacetát hab a tömegének mintegy 65-70%-át elveszítette az áramló tengervízben, ezzel szemben más műanyagok, például a polisztirén és polipropilén, egyáltalán nem degradálódtak. Az már több mint 50 éve ismert tény, hogy a CDA lebomlik a környezetben, ám korábban azt gondolták, hogy a folyamat akár több évtizedig is eltart. Éppen ezért a mostani vizsgálat eredménye rendkívül fontos, hiszen tisztázta, hogy a tengervízbe kerülve ezek a termékek akár már hónapok alatt széteshetnek. A kutatócsoport arra is rájött, hogy a folyamatot akár gyorsítani is lehet, ugyanis a vizsgálat során az is kiderült: a habosított CDA-ból gyártott termékek akár tizenötször gyorsabban lebomlanak, mint a szilárd változatok. Habosítás során a bioműanyagot úgy módosítják, hogy annak szerkezete porózussá válik. Az ilyen technológiával készült szívószálak még a papír szívószálaknál is gyorsabban esnek darabjaikra, pedig a papírt gyakran az egyik leginkább környezetbarát anyagnak tartják.
Jelenleg további kutatások vizsgálják, hogy a CDA hogyan helyettesítheti a mindennapi életünkben legnagyobb problémát jelentő műanyagokat, és miként lehet a habosított CDA-t a kereskedelmi forgalomba kerülő termékekben is alkalmazni. Az anyag valószínűleg a hungarocell és több más egyszer használatos műanyag (például az elviteles ételdobozok és a szívószálak) kiváltására is alkalmas lehet, valamint szigetelésre is használható, így sok nem lebomló műanyagot le lehetne cserélni vele. A lehetséges alkalmazási terültek feltérképezésében a kutatásokat végző intézet együttműködik a bioműanyagokat gyártó Eastmannal, amely nemrég habosított CDA-ból készült és bizonyítottan komposztálható tálcákat dobott a piacra.
Ha a cellulóz-diacetátot tényleg a termékek széles skálájában lehetne alkalmazni, akkor segíthetne abban, hogy bizonyos iparágakat a hagyományos műanyagoktól a környezetbarátabb alternatívák felé lehessen terelni, és ezáltal csökkenjen az óceánban lévő és tartósan ott is maradó műanyaghulladékok mennyisége. Ezzel együtt is lényeges azonban kiemelni, hogy a viszonylag gyorsan lebomló műanyagokra való áttérés egymagában nem oldja meg a jelenlegi problémát, és a legfontosabb továbbra is a műanyag-felhasználás és -szennyezés csökkentése lenne.
