Hur snabbt bryts engångsmusslor ner i naturliga miljöer?

Förståelse av biologisk nedbrytbarhet hos material för engångsskaldäck

Definition av biologisk nedbrytbarhet: Viktiga termer och branschstandarder för engångsskaldäck

När vi talar om biologisk nedbrytbarhet handlar det i grund och botten om hur väl ett material kan brytas ner till vatten, koldioxid och organiskt material tack vare mikroorganismer som gör sitt arbete. Frågan blir särskilt aktuell för de engångsbehållare i skaldjursform som människor kastar efter lunchen. För att veta om dessa produkter verkligen kan räknas som biologiskt nedbrytbara måste tillverkare uppfylla antingen ISO 14855-standarden för aerob kompostering eller ASTM D6400 för industriell kompostbarhet. Enligt dessa riktlinjer bör material brytas ner till minst 90 procent inom ett halvår under ideella förhållanden vid cirka 50 till 60 grader Celsius och med fuktighetsnivåer på ungefär 50 till 60 procent. Men här blir det knepigt i praktiken. De flesta produkter som är märkta som biologiskt nedbrytbara tar inte hänsyn till vad som sker utanför laboratoriemiljöer. Faktorer i den verkliga världen, såsom oförutsägbara väderförhållanden, brist på lämpliga mikroorganismer och otillräcklig fuktighet, kan verkligen sakta ner eller till och med helt stoppa nedbrytningsprocessen.

Vanliga biopolymerer som används i skalkärlsförpackningar: PLA, PBAT, sockenrorsbagasse och majsstärkelse

Fyra biopolymerer dominerar produktionen av engångsskalkärl:

• Pla (polylaktinsyra) : Härrör från majsstärkelse, bryts ner effektivt endast vid 58°C i industriella komposteringsanläggningar.
• PBAT (polybutylentereftalatadipat) : En petroleumsbaserad polymer som är komposterbart; ofta blandad med PLA för att öka flexibiliteten.
• Rörstrå : Ett fibröst biprodukt från sockerutvinning, bryts ner inom 30–90 dagar under kommersiella komposteringsförhållanden.
• Majsstärkelseblandningar : Hybrida formuleringar som kräver specifika temperatur- och fuktnivåer för att initiera fragmentering.

Även om dessa material fungerar bra i laboratorietester, beror deras effektivitet i praktiken på rätt sortering och infrastruktur. Till exempel kan PLA-skalkärl bestå i 12–24 månader på deponier på grund av kalla, syrefattiga förhållanden som hämmar mikrobiell nedbrytning.

Industriell kompostering kontra naturliga miljöer: Vilka förutsättningar krävs egentligen för att engångsskaldjur faktiskt ska brytas ner?

De bästa industriella komposteringsanläggningarna håller förhållandena precis rätt så att nedbrytningen sker snabbt. De behöver ungefär 55 till 70 grader Celsius, cirka 50 till 60 procent fukt och god luftcirkulation hela tiden. I hemmakompost eller vanlig jord uppnås dessa värden dock sällan. Enligt forskning publicerad förra året bröts plastbehållare gjorda av PLA ner till cirka 87 procent i industriella komposteringssystem, medan samma material i vanlig trädgårdsjord under 18 månader endast visade 12 procents nedbrytning. Samma gäller produkter gjorda av sackerskav. Det är därför ingen överraskning att många föremål märkta som "komposterbart" hamnar och ligger kvar för evigt när de kastas ut i naturen där det inte finns avancerad utrustning som håller balansen.

Biologisk nedbrytningshastighet för skaldjur i jord, kompost och deponier

De flesta deponier skapar anaeroba förhållanden eftersom de inte har tillräckligt med syre eller rätt mikrobiella sammansättning som hjälper till att bryta ner material naturligt. Även produkter märkta som komposterbart, såsom de gjorda av PLA, PBAT eller sackassbagasse, kan kvarstå i åratal i dessa miljöer. Studier visar att PLA kanske bara bryts ner till mindre än 5 procent under hela tio år. En aktuell rapport från 2022 visade att sackassbagasse behöll ungefär 70 procent av sin ursprungliga struktur efter endast 18 månader i det som forskare kallade simulerade deponiförhållanden. När organiskt material inte får syre omvandlas det till metan istället för att brytas ner till ofarliga ämnen. Problemet är tydligt: vad som certifieras som komposterbart beter sig ofta inte alls på samma sätt när det hamnar i vanliga avfallsystem där de flesta människor faktiskt kastar sina sopor.

Prestanda i akvatiska och marina ekosystem

Kan engångsskallor biologiskt nedbrytas i vatten? Resultaten i sötvatten och havsmiljöer

Problemet med musslor gjorda av PLA och PBAT är att de inte bryts ner i vatten. För att dessa material verkligen ska kunna börja sönderdelas behöver de temperaturer över 60 grader Celsius, men de flesta sjöar, floder och till och med havsvatten håller sig under 20 grader i genomsnitt. Detta innebär att nedbrytningsprocessen saktas ner tre gånger längre än den annars skulle vara. Några tester som genomfördes under 30 månader i marina förhållanden visade något ganska chockerande. PLA-skallarna behöll omkring 94% av sin ursprungliga form efter all den tiden, vilket är långt över vad som krävs för marina biologiskt nedbrytbara certifieringsstandarder som vanligtvis ser till fullständig nedbrytning inom sex månader. Så i grunden, vad detta säger oss är att just nu, är dessa så kallade bioplast bara inte skär det när det gäller att bryta ner naturligt i våra vattensystem.

Miljöeffekter av avfall från musslor på vattenekosystem och vilda djur

Delvis nedbrutna delar av musslorna absorberar föroreningar i 80 till 120 gånger högre koncentration än vanligt havsvatten, vilket gör dem till farliga bärare i havets näringskedjor. Sjösköldpaddor misstar ofta dessa små plastbitar för maneter eller plankton, och forskare har upptäckt dem i magen på cirka 8 av 10 havssköldpaddor de har undersökt. De senaste övervakningsrapporterna visar att biologiskt nedbrytbara förpackningar utgör ungefär 18% av allt skräp som spolas upp på tempererade kustlinjer nu, vilket faktiskt är 7 poäng högre än tillbaka 2020. När mikroplasten från musslor blandas med havssediment ändrar den kemiska sammansättningen och minskar överlevnadsgraden för korallbarn hos nästan två tredjedelar av de arter som forskarna har undersökt hittills. Denna typ av skador undergräver allvarligt hur bra marina ekosystem kan återhämta sig från störningar.

Utmaningar i verkligheten med avfallshantering och förvaltning av livets slut

Skillnader mellan laboratoriekrav och verklig bortskaffande: Temperatur, fukt och begränsningar för mikrobiell tillgång

Biologiskt nedbrytbara musslor certifieras efter att ha passerat tester i laboratorier där temperaturen når omkring 60 grader Celsius med 60% luftfuktighet. Men verkliga resultat berättar en annan historia. Industri siffror från 2023 visar att mindre än 15 procent faktiskt bryter ner inom de tidsramar som lovats av tillverkare när de kastas i vanligt skräp. De flesta kompostanläggningar i städerna kämpar för att hålla temperaturen stabilt året runt. Och när dessa saker hamnar djupt begravda på deponier får de inte tillräckligt med luft eller kontakt med mikrober som behövs för nedbrytning. Verkligheten är ganska chockerande: dessa PLA-behållare kan sitta i 18 till 24 hela månader på deponier i stället för de 12 veckor som företagen hävdar på förpackningen. Det finns en enorm skillnad mellan vad som händer i kontrollerade miljöer och i faktiska bortskaffningssituationer, vilket får folk att ifrågasätta om dessa produkter verkligen hjälper miljön alls.

Återvinning, infrastruktur för kompostering och oavsiktlig utsläpp till miljön av engångsskallor

Bara tolv procent av amerikanska städer tar faktiskt in komposterbara musslor genom vanliga uttagningsprogram, medan mindre än en procent av återvinningscentren har förmågan att hantera dessa flerlagrade bioplastbehållare. På grund av detta gap i våra system hamnar omkring 63 procent av det som är märkt som "biologiskt nedbrytbart" på deponier eller flyter runt vattenvägar istället. Dessa material fastnar som vanlig plast när de inte får tillräckligt med syre. Om man tittar över Asien och Stillahavsområdet ser man att något liknande händer också där. I kustområdena har hela mängder av dessa behållare hopat sig med ungefär trettio procent högre hastigheter än vad laboratorietester skulle föreslå. - Varför? - Jag vet inte. Huvudsakligen för att folk inte sorterar sitt skräp ordentligt och det finns inte tillräckligt med platser där kompostering är tillgänglig. Men slutsatsen är ganska klar: Om vi inte först får vår infrastruktur ordnad, kommer alla de goda avsikterna bakom att designa biologiskt nedbrytbara förpackningar inte att spela någon roll om de fortfarande förorenar vår miljö under många år framöver.