Hoe raken we de groeiende hoeveelheid plastic afval kwijt? Op macroschaal probeert The Ocean Cleanup dat: door plastic te verwijderen uit de oceanen. Maar we zullen ook moeten voorkómen dat nieuw plastic het milieu vervuilt. Minder plastic gebruiken dan? We schreven al eerder over micro-organismen die plastic afval opruimen. We ontdekken steeds meer van zulke plastic etende organismen. Maar tot nu toe wordt geen enkel proces toegepast op industriële schaal.
Plastic etende organismen: de larven van de wasmot
Een van de meest voorkomende, en ook meest stabiele plastics ter wereld, is polyetheen (PE). Het valt wel uiteen in de natuur, maar degradeert daarbij niet. De kleine in de natuur rondzwervende deeltjes bestaan nog steeds uit polyetheen; omdat ze zo klein zijn kunnen ze biologische barrières overwinnen, met onbekende effecten. Maar een paar jaar geleden ontdekten onderzoekers een diertje, de larve van de wasmot, dat polyetheen erg lekker lijkt te vinden. Het is zelfs een van de meer dan 50 bekende ‘plastivoren’ – bijna allemaal bacteriën en schimmels – die polyetheen kunnen consumeren en verteren.
De wasmot (officiële naam Galleria mellonella) is een parasiet die veel voorkomt in bijenkasten. De motten leggen hun eieren in de korf en hun larven voeden zich met was van honingraten. Een Italiaanse imker ontdekte bij toeval dat de larven ook plastic etende organismen zijn: ze eten polyetheen. Voldoende om verder te onderzoeken wat er van het polyetheen terecht komt – en hoe snel dit proces kan leiden tot vermindering van de plasticberg die de mensheid elk jaar produceert.
Enzymen die PET afbreken
We ontdekken hier steeds meer voorbeelden van. Duitse onderzoekers ontdekten op een begraafplaats een enzym dat de plastic PET afbreekt. Een goede plek om schimmels en bacteriën te vinden die natuurlijke polyesters afbreken. Bij een proef zorgde dit enzym ervoor dat PET binnen zestien uur voor 90% werd afgebroken. Een record, tot nu toe. Japanse onderzoekers deden net zo’n ontdekking; Forbes Magazine schreef erover. En het kan misschien nog beter. Aan de Universiteit van Texas schakelden onderzoekers kunstmatige intelligentie (AI) in om het proces te verbeteren. Uit al het rekenwerk kwam een enzym dat in 24 uur bruikbaar materiaal kan maken uit PET-afval.
Onderzoekers van de Universiteit van Portsmouth hielden zich ook hiermee bezig. De bewerkten hun ‘PETase’ en maakten een enzym dat (naar zij zeggen) plastic zes keer zo snel kan verteren als normaal. Maar hoewel hun ontdekking hoop biedt in onze strijd tegen de groeiende berg plastic, waarschuwen onderzoekers dat het nog jaren duurt voordat we dit proces commercieel kunnen toepassen. We ontdekken bovendien steeds enzymen die slechts één soort plastic kunnen opeten, terwijl we heel veel plastics nog niet kunnen behandelen.
Plastic etende organismen: bacteriën
Maar zulke processen zijn niet zonder risico’s. Plastic etende bacteriën kunnen bijvoorbeeld giftige stoffen maken bij hun activiteit. Stoffen die in het milieu misschien gevaarlijker zijn dan de plastic zelf. We moeten dus uitgebreid testen voordat we zulke processen gaan gebruiken. Bovendien: zullen we de stoffen die zo gemaakt worden, kunnen gaan gebruiken? Dat zal tijd en geld kosten. Is het proces snel genoeg? Zullen de stoffen die we uit de plastic etende organismen halen zuiver genoeg zijn voor verdere bewerking? Levert het proces ook geld op, vergeleken met het gebruik van andere, of misschien helemaal geen plastics?
Polystyreen (PS) is ook een moeilijk afbreekbare stof die we misschien toch onder de knie krijgen. Australische onderzoekers kweekten wormen die PS eten. Ze hebben plastic etende organismen (bacteriën) in hun darmen. Het probleem is dat de wormen het plastic heel langzaam verteren; daarom bedachten de onderzoekers iets nieuws. Ze willen ‘kunstdarmen’ maken die gevoed worden met PS. Maar ook dit is nog in ontwikkeling.
Natuurlijke afbraak
Tot nu toe keken we naar plastics die we moeten bewerken om te voorkomen dat ze het milieu vervuilen. Er zijn ook plastics die uit zichzelf uiteen vallen. Zoals het plastic materiaal ontwikkeld door Notpla, gemaakt uit zeewier. Het kan worden hergebruikt; maar als het wordt achtergelaten in het milieu, verdwijnt het binnen een paar weken, net als de meeste natuurlijke materialen.
Maar we zouden ook kunnen kijken naar upcycling van het plastic. En kijk: zulke processen zijn in ontwikkeling. Een paar zelfs. Onderzoekers van de Universiteit van Edinburgh gebruiken bijvoorbeeld de veel voorkomende bacterie E.coli bij het maken van vanilline uit plastics. Hoewel deze koers nog moeilijkheden kan opleveren – we moeten zeker weten dat het product veilig gegeten kan worden.
Upcycling
En er zijn meer upcyclingprocessen in ontwikkeling. Onderzoekers van het National Renewable Energy Laboratory in Colorado onderzoeken of de bodembacterie Pseudomonas putida dit kan doen. Ze gebruiken deze bacterie om PET om te zetten tot een soort nylon. Dit is deel van het BOTTLE programma, bedoeld om de huidige plasticproblemen op te lossen en beter te recyclen plastics te ontwerpen.
Bij dit proces, schreef Grist, probeert men plastic afval te verwerken tot materialen die méér waard zijn. Het team breekt PET eerst af tot zijn monomeren. Dan voeden ze deze aan genetisch veranderde bacteriën, P. putida, die daaruit β-ketoadipinezuur maken; en daaruit kan men weer nylon maken, van een soort die beter is dan de huidige. ‘Achter upcycling van plastics,’ zegt Alli Werner, de leider van dit project, ‘zit het idee dat we plastic afval verwerken tot waardevoller materialen zodat plastic inzameling rendabel wordt.’ Het proces zou dan op veel grotere schaal kunnen worden toegepast. Maar eerst moeten ze nog wel weten of het project uitvoerbaar en winstgevend kan worden.
De toekomst
Er gaat kortom veel om in de wereld van recyclen en upcyclen van plastics. Maar merkwaardig genoeg gaat niemand in op het volgende probleem. Plastics waren ooit bedoeld om altijd te blijven bestaan. Dat was nu juist waarom ze werden gemaakt en verkocht. Als ze kunnen worden afgebroken door organismen en enzymen die wij hebben ontwikkeld – wat zal dan de toekomst van plastic zijn?
Interessant? Lees dan ook:
Micro-organismen die plasticvervuiling opruimen
Sluiten van de plasticketen
Plastic zwerfvuil: alleen strenge wetgeving helpt