Plast i haven ett allt större problem:

Plastätande bakterier

kan hjälpa till att hejda den pågående miljökatastrofen

Problemen med små plastpartiklar i haven uppmärksammas alltmer. De påverkar allt levande i oceanerna, och vad de långsiktiga följderna blir­ spekuleras det om. Att det knappast kommer att leda till ­något bra är dock alla överens om. Men plastprodukter finns överallt och att få kontroll över vart allt tar vägen är svårt.
Nu har forskare upptäckt en bakterie med en ­förvånansvärd egenskap – den äter plast. ­Kanske kan det bli en viktig del i lösningen för att ta hand om all gammal plast.

Plastskräp kan förstöra vilken idyll som helst, men det verkliga problemet syns inte lika bra – att mikroplaster stör det marina livet på alla nivåer. Bild: IBL

Plastskräp kan förstöra vilken idyll som helst, men det verkliga problemet syns inte lika bra – att mikroplaster stör det marina livet på alla nivåer. Bild: IBL

Plastprodukter av olika slag och med olika kemiska sammansättningar produceras i en allt högre takt. De kommer till användning nästan överallt och har på många sätt varit en välsignelse för mänskligheten. Att tänka sig en tillvaro utan plast är svårt.

PET-plast används som de flesta nog lagt märke till i plastförpackningar av alla de slag. Eftersom plasten är stark och tålig skyddas innehållet bra, men att öppna en sådan förpackning är en annan sak.

PET-plast används som de flesta nog lagt märke till i plastförpackningar av alla de slag. Eftersom plasten är stark och tålig skyddas innehållet bra, men att öppna en sådan förpackning är en annan sak.

Men som sopor i världshaven förvandlas de en gång så praktiska plastprodukterna till ett allvarligt hot. Och det är ett problem som växer snabbt.

Larmrapporter om tillståndet i haven kommer med allt tätare intervall, och en försvarlig del av dem handlar just om plast. Trots att problemet varit­ känt i årtionden så har det inte studerats så noga förrän under de senaste åren. Hur mycket plast som hamnar i haven är dåligt kartlagt, och den enda större studie som publicerats är en från 2015 (Jambeck et al, Science) där forskarna kommer fram till att det handlar om mellan 4,8 och 12,7 miljoner ton om året. Världsnaturfonden använder medelsiffran åtta miljoner ton i sin nyligen släppta rapport om tillståndet i haven.

Även om det skulle handla om den lägsta ­siffran så är det enorma mängder. Och vad värre är, så är trenden ökande och om tio år har siffran för­dubblats. Det tillverkas mer och mer plast, och följaktligen slängs det också mer och mer.

Fortsätter ökningen i den takten kommer plasten i oceanerna att runt år 2050 väga mer än det samlade fiskbeståndet. Och det blir inte ljusare om man studerar de förväntade effekterna av denna enorma mängd plast.

Solljus bryter över lång tid ner plast som flyter nära ytan till mikroplast. Denna konsumeras av plankton och fiskar, förflyttas i näringskedjan från mindre organismer till större, täpper till livsnödvändiga organ och ackumuleras i de marina eko­systemen. Allt liv i haven påverkas negativt av dessa små plastbitar, men också av de giftiga kemikalier plasten innehåller. På sikt riskerar hela ekosystem att slås ut helt och hållet.

Enorma mängder

Världen producerar enorma mängder plast, och följaktligen uppstår lika mycket plastskräp. Mycket återvinns, men enligt beräkningar för­svinner uppåt en tredjedel ut i naturen.  Bild: IB

Världen producerar enorma mängder plast, och följaktligen uppstår lika mycket plastskräp. Mycket återvinns, men enligt beräkningar för­svinner uppåt en tredjedel ut i naturen. Bild: IB

Plast finns numera i de flesta konsumtionsvaror. Alltifrån bilar, båtar och flygplan till leksaker, hushållsapparater och våra allt oftare utbytta mobil­telefoner innehåller olika sorters plaster. Till det kommer en försvarlig, eller kanske snarare oförsvarlig, mängd plast från förpackningsindustrin. Plastpåsar, förpackningar, PET-flaskor och så vidare slutar ofta som mikroplaster i haven. Det går kort sagt att räkna upp saker som innehåller plast hur länge som helst. Särskilt en produkt är vanlig över hela världen och står för en stor del av plasten som hamnar i haven – PET-flaskan. Varje år producerar vi globalt 56 miljoner ton plast av PET-typ, framför allt för dricksvatten i alla de länder som inte är så lyckligt lottade när det gäller kranvattenkvalitet som Sverige. Men endast 14 procent av alla dessa flaskor, burkar, omslag och förpackningar återvinns. En hel del förbränns för energiåtervinning, vilket medför utsläpp och restavfall som innehåller farliga miljögifter. De mycket vanliga PVC-plasterna innehåller exempelvis klor, och vid förbränning bildas då ­dioxiner – ett av de värsta miljögifterna som bland annat är cancerframkallande för människor och farliga för alla organismer på flera sätt. Utvecklingen går dock framåt när det gäller sopförbränning och en hel del av problemen kan lösas med modern teknik.

Men det gäller alltså den plast som tas tillvara. Hur stor del som försvinner ut i naturen, bryts ner till allt mindre bitar för att till sist spolas ut i haven som mikroplaster vet man inte säkert. En ganska färsk rapport från The Ellen MacArthur Foundation, med den berömda världsomseglerskan och miljöaktivisten som givit namn åt organisationen i spetsen, ­pekar på att en tredjedel av allt plastskräp inte samlas in överhuvudtaget. Och en hel del av detta spolas så småningom ut i havet.

Plastnedbrytande bakterie

Plasten är ett svårlöst problem som kräver en hel del olika åtgärder. Ett steg på vägen, och som kan bli mycket viktigt, är upptäckten av plastätande ­bakterier.

Haven har länge varit – och är fortfarande – en plats där sopor kan dumpas. Många länder har helt enket ingen vettig sophantering, eller ännu mindre återvinning, och sopor av alla möjliga slag slängs i havet.  Bild: SPL

Haven har länge varit – och är fortfarande – en plats där sopor kan dumpas. Många länder har helt enket ingen vettig sophantering, eller ännu mindre återvinning, och sopor av alla möjliga slag slängs i havet. Bild: SPL

Det är forskare i Japan som upptäckt bakterien som kan bli ett första steg på vägen mot en metod för att ta hand om PET-plast. Shosuke Yoshida, professor i biologi, och hans kollegor vid Kyoto Institute of Technology och vid Keio University i Tokyo har identifierat en bakterie som kan bryta ned PET-plast. Enkelt uttryckt äter bakterien plasten och bryter ned den till dess enkla kemiska byggstenar. Plast är syntetiska polymerer bestående av långa kedjor med så kallade monomerer, det vill säga en enkel molekyl med förmågan att binda med andra monomerer. PET-plast byggs av två monomerer, etylenglykol och tereftalsyra. Det är dessa molekyler man måste skilja åt för att bryta ned produkten, och det är detta som bakterien klarar av. Det är dock en process som tar tid.

Forskarna i Japan har under fem års tid arbetat med 250 PET-prover kontaminerade med ­­sediment, jord, avloppsvatten och avfall från återvinnings­anläggningar. Det man sökt efter är mikroorganismer som livnär sig på plastens kolatomer, och man hittade mycket riktigt ett helt ekosystem av bakterier, men endast en typ som förmår att bryta ned PET till dess kemiska beståndsdelar.

Den nyupptäckta mikroorganismen har fått namnet Ideonella sakaiensis 201-F6 och har vid försök i laboratorium visat sig kunna bryta ned en tunn film PET nästan helt på sex veckor vid en temperatur på 30 grader Celsius. Det är en lång tid trots att förhållandena var idealiska, men ­professor Yoshida är övertygad om att det går att korta ­processen rätt rejält.

Enzymer

Bakterien som fäster på plastfilmen kan producera två enzymer som bryter ned plasten i två steg.

Enzymerna skiljer sig markant åt från dem man studerat i andra, snarlika bakterier och forskarna har därför kommit att intressera sig för Ideonella sakaiensis evolution. Teorin är att bakterien kan ha utvecklat förmågan att producera dessa enzymer just på grund av PET-plasten som uppfanns för omkring 70 år sedan. Att leva på plast var en ny nisch och i mikroorganismernas värld ockuperas en sådan nästan alltid. Den snabba evolution som bakterier genomgår gör att det inte tar så lång tid innan någon art utvecklat en förmåga som inte funnits tidigare.

Om det är så att Ideonella sakaiensis har specialiserat sig på just PET-plast ökar oddsen för att den ska kunna bli en hjälp i vår strävan att städa upp i oceanerna och vattendragen.

Före dess upptäckt kände man bara till vissa specifika svamparter som bryter ned PET, men det gör de mycket långsamt.

Nu finns det förhoppningar om att den plast­ätande bakterien ska kunna utvecklas, kanske med genteknik, så att dess plasthunger ökar. Men det är inte en patentlösning på plastproblemet – det krävs en hel del andra insatser också.

En idé är att göra plasten mer långlivad. I dagsläget fylls soptippar och dessvärre även hav och vattendrag med plastprodukter som ratats för att de gått sönder, fått sprickor eller börjat läcka. Forskare vid Case Western Reserve University i Cleveland, Ohio, USA, har fått fram en ny plast med förmågan att reparera sig själv när den exponeras för vanligt dagsljus.

Plasten innehåller en metall, som absorberar ultraviolett ljus och konverterar det till värme. Det nya materialet har korta kedjor med monomerer, vilka binder vid varandra och samlas till större.

När en skada uppstår och ljuset träffar får värmeenergin bindningarna att släppa så att systemet kan återställas. Denna självläkande plast kan enligt upphovsmännen komma till användning för en rad produkter alltifrån hushållsartiklar och förvarings- och förrådssystem till ­fordonsdelar och dyrbar medicinsk utrustning.

En vanlig syn på stränder runt jorden. Bild: IBL

En vanlig syn på stränder runt jorden. Bild: IBL

Ådrad plast och svampar

Tidigare har professor Scott White och hans team vid University of Illinois tagit fram ett plastmaterial med ett nätverk av ådror med två olika kemikalier. Vid ett brott på eller hack i plasten rinner kemikalierna till och bildar ett snabbt härdande gel.

Ultraviolett ljus kommer till användning också när forskare vid Indian Institue of Technology i Madras får svampar att bryta ned polykarbonatplast. Ännu så länge i mycket blygsam skala, men man hoppas kunna utveckla metoden. Den transparenta termoplasten polykarbonat återfinns i bland annat flygplansfönster, hjälmvisir, glasögonbågar, cd-skivor, flaskor och glas och innehåller det kända miljögiftet bisfenol A (BPA), vilket kopplats till försämrad reproduktiv förmåga och flera andra allvarliga hälsoproblem. Varje år produceras närmare tre miljoner ton polykarbonatplast och en farhåga medan plastberget byggs upp är att sol, regn och andra väderrelaterade förhållanden ska få BPA att börja läcka ut i naturen. Forskarna i Madras använde tre sorters svampar och lade plastfilmerna i en speciell lösning med näringstillsättning för att få svamparna att börja växa. Vid de första försöken hände ingenting. Men sedan plastfilmerna förbehandlats med ultraviolett ljus började svamparna bryta ned dem och efter ett år var fem procent av plasten borta. Laboratoriets forskningschef Mukesh Doble tillstår att detta är ett blygsamt resultat, men han har goda förhoppningar om att förbättra det med utvecklad teknik. 

Fakta: 
PET-PLAST
PET-plast under återvinning. Bild: IBL

PET-plast under återvinning. Bild: IBL

PET-plasten uppfanns i slutet av 1940-talet och är en termoplast, kemiskt uttryckt en polyetentereftalat. Eftersom den är mycket stark har den fått många olika användningsområden. Hur stark den är vet alla som försökt att bryta sig in i en modern plastförpackning som ofta består av just PET-plast.

Det går att tillverka allt möjligt av PET-plast – allt från maskindelar som kugghjul och kåpor till delar i elektronikkomponenter och allehanda vardagsföremål. Materialet är helt enkelt en succé.

De flesta ser nog en plastflaska framför sig när de hör ordet PET. Och plasten har revolutionerat dryckesbranschen genom att den är tålig nog att stänga in bubblande drycker under tryck i. Jämfört med det gamla alternativet glas är plastflaskorna enklare att hantera, lättare, billigare och har i princip bara fördelar – i tillverkningsledet. I andra änden är det inte lika fröjde­fullt. PET-plasten är en av de stora bovarna i den pågående katastrofen med mikroplaster i havet.

I Sverige sköter vi oss förhållandevis väl när det gäller återvinning av PET-flaskor. Vårt pantsystem fungerar överraskande bra och mer än 500 miljoner flaskor samlas in årligen, vilket ger 18 300 ton återvunnen råvara som blir till nya flaskor eller annan livsmedelsförpackning. PET-plast har dock en olycklig egenhet att bli elektrostatiskt laddad, vilket drar till sig smuts, vilket kan ställa till med problem vid själva återvinningsprocessen. När en PET-förpackning återvinns är den ofta kontaminerad med något ämne som är svårt att avlägsna. Det innebär inte sällan att den efter finfördelning och upphettning blir till ett plastmaterial av lägre kvalitet.

Återvinning av PET-flaskor är naturligtvis bra, men det finns många andra PET-produkter som inte återvinns alls, till exempel en stor del av alla andra förpackningar.

Material från
AoV Tema Historia nr 3 - 2016

Mest lästa

Fler nyheter

Fler nyheter