Amerikaanse wetenschappers zijn erin geslaagd om een polyurethaanschuim te ontwikkelen dat niet alleen afbreekt in de bodem maar ook in de zee. Het dient dan telkens als voedselbron voor schimmels en bacteriën. Bovendien is het PU-schuim gemaakt van algenolie.
Plasticvervuiling is een wereldwijd probleem dat mens en milieu bedreigt. Plastic verstoort mariene ecosystemen en vormt afvalstromen zoals de Great Pacific Garbage Patch, met een oppervlakte van meer dan 1,6 miljoen vierkante kilometer. Het wordt bovendien niet afgebroken maar valt uiteen in microplastics, minuscule deeltjes die uiteindelijk in dieren en mensen terechtkomen.
Voor een onderzoeksteam van de Universiteit van Californië San Diego was de problematiek reden genoeg om een polyurethaan (PU)-schuim te ontwikkelen uit hernieuwbare biologische materialen. Ze toonden eerder al aan dat het afgebroken kon worden door micro-organismen in compost op het land.
Nu tonen ze aan dat diezelfde PU-schuimen ook in zeewater kunnen worden afgebroken, meer bepaald door mariene micro-organismen, schimmels en bacteriën die zich voeden met het schuim. Een belangrijke vaststelling want veel PU-schuimen belanden net als plastic vroeg of laat in zee. De resultaten van het onderzoek verschenen in Science of the Total Environment.
Het PU-schuim van de onderzoekers kan plastic vervangen en bijvoorbeeld dienen voor schoenzolen. Eerder dit jaar lanceerden de onderzoekers trouwens Blueview, een bedrijf dat volledig biologisch afbreekbare schoenen maakt. Schoenen vormen namelijk een groot percentage van het plastic afval in oceanen en stortplaatsen. Conventioneel PU-schuim wordt onder meer gebruikt als isolatiemateriaal maar dient ook voor matrassen, kussens en autozetels.
Algenolie
Algenolie dient als basis voor het PU-schuim. Onderzoeker Stephen Mayfield legt uit waarom algenolie de te bewandelen onderzoekspiste werd: “Ten eerste komt aardolie uit algen. Het is gewoon fossiele algenolie en plastic komt uit aardolie. Dus waarom niet direct plastic maken van algenolie? Ten tweede bestaan er al biologisch afbreekbare kunststoffen - niet veel, maar een paar – dus waarom zou je die biologisch afbreekbare kunststoffen niet maken van algenolie?”
De onderzoekers ontdekten dat bacteriën en schimmels op het schuim groeiden en ze gebruikten als voedselbron. Om het materiaal in oceaanwater te testen, voerde het team een reeks onderwatertests uit in de buurt van een pier. De locatie gaf de wetenschappers de gelegenheid om materialen te testen in een natuurlijk ecosysteem met golven en getijden, de omgeving waar veel plastics in belanden. De resultaten toonden aan dat het PU-schuim in slechts vier weken begon te degraderen.
Kolonies micro-organismen
Het team ontdekte dat mariene organismen koloniseren op het polyurethaanschuim en het materiaal biologisch afbreken tot hun oorspronkelijke componenten. Die worden die door deze micro-organismen als voedingsstoffen worden geconsumeerd. De micro-organismen bestaan uit bacteriën en schimmels die in zee voorkomen. Mayfield: “We hebben laten zien dat het absoluut mogelijk is om hoogwaardige plastic producten te maken die ook in de oceaan kunnen degraderen. Plastic zou in de eerste plaats niet in de oceaan moeten komen, maar als ze dat doen, wordt dit materiaal voedsel voor micro-organismen en niet voor plastic afval en microplastics die het waterleven schaden.”
De onderzoekers identificeerden vervolgens micro-organismen uit zes mariene locaties rond San Diego die in staat zijn om het polyurethaanmateriaal af te breken en te consumeren. “Geen enkele discipline kan deze universele milieuproblemen aanpakken, maar we hebben een geïntegreerde oplossing ontwikkeld die op het land werkt – en nu weten we ook dat biologische afbraak in de oceaan plaatsvindt”, zegt Mayfield. “Ik was verrast om te zien hoeveel organismen koloniseren op deze schuimen in de oceaan. Het wordt zoiets als een microbieel rif.”
