A biológiailag lebomló műanyagok a hagyományos műanyagok alternatívájaként jelennek meg azzal a céllal, hogy a világ kezelhesse a mikroműanyag-szennyezés problémáját, írja cikkében az IDTechEx.com. Bár a szabályozások a piacot a biológiailag lebomló alternatívák elterjedésére ösztönzik, a mikroműanyag-szennyezés kezelésében betöltött szerepük vitatott lehet. Az IDTechEx erre a célra létrehozott jelentése, a Mikroműanyagok 2025: Szabályozások, technológiák és alternatívák, a biológiailag lebomló műanyagokat megoldásként vizsgálja, értékeli a kulcsfontosságú biológiailag lebomló polimereket, kiemelve a biológiai lebonthatósággal kapcsolatos kihívásokat, valamint a biológiailag lebomló polimer alapú megoldások fejlesztésének élvonalában lévő szereplőket.
De mik is azok a biológiailag lebomló polimerek?
A biológiai lebomlás a polimerek mikroorganizmusok általi, vízzé, CO2-vé és biomasszává történő metabolizálásának folyamata. Érdekesség, hogy minden szerves polimer általában önmagában biológiailag lebomló, és még a legerősebb poliolefinek is bizonyítottan lebomlanak. Ez a lebomlás azonban évek és évtizedek alatt, nem pedig hetek vagy hónapok alatt zajlik le. Ezért a „biológiailag lebomló” kifejezés kétértelmű lehet, hacsak nem határozzuk meg pontosan a környezeti körülményeket és az időt.
A mikroműanyagokat funkcionális adalékanyagként használják számos termékben, különböző iparágakban. Megtalálhatóak fogyasztási cikkekben, a mezőgazdasági termékekben (műtrágyák, vetőmagbevonatok), gyógyszerekben, festékekben és bevonatokban, orvostechnikai eszközökben és számos más termékben. Az Európai Unióban 2023-ban vezették be az úgynevezett REACH-korlátozást, ami meghatározott mértékben csökkenti a szándékosan hozzáadott mikroműanyag-tartalmat – az intézkedés célja pedig az, hogy 2035-re fokozatosan kivonja a mikroműanyagokat a termékek széles skálájából (pl. kozmetikumok, mosószerek, mezőgazdasági termékek stb.). A mikroműanyagok definíciója azonban „biológiailag nem lebomló szintetikus polimer részecskéket” ír elő, ami arra ösztönzi a szereplőket, hogy biológiailag lebomló alternatívákat fejlesszenek ki.
Ennek egyik kulcsfontosságú példája a mezőgazdasági ágazat, ahol a mikroműanyagokat széles körben használják vetőmagbevonatként, valamint műtrágyák és növényvédő szerek szabályozott kibocsátásának kapszulázóanyagaként. A mezőgazdaságban használt polimerek biológiai lebonthatóságának javítását más uniós rendeletek is ösztönzik. Például az EU trágyázó termékekről szóló rendelete ((EU) 2024/2788 és (EU) 2024/2790, az (EU) 2019/1009 rendelet II. mellékletének módosításai) előírja, hogy a műszaki adalékanyagokban használt anyagok biológiailag lebomlóak vagy oldhatóak és kémiailag módosítatlanok legyenek.
Ennek fényében számos szereplő, mint például a BASF, a Syngenta és a Covestro, biológiailag lebomló vagy mikroműanyag-mentes vetőmagbevonatokat dobott piacra. A biológiailag lebomló mikrokapszulázók fejlesztése azonban nagyobb kihívást jelent.
Bár vannak olyan biológiailag lebomló polimerek, amelyek megfelelnek a biológiai lebonthatóságra és komposztálhatóságra vonatkozó szabványoknak (pl. EN 17033 szabvány), ezek általában drágábbak, és továbbra is aggályok merülnek fel a biológiai lebonthatóság mértékével kapcsolatban, ha valós körülmények között vizsgáljuk a folyamatot. A legtöbb biológiailag lebomló műanyag speciális kezelést igényel a biológiai lebomlás és a komposztálódás érdekében, például ipari komposztáló létesítményekben. A biológiai lebomlás sebességét befolyásoló tényezők közé tartozik a hőmérséklet, a jelenlévő mikroorganizmusok sokfélesége és koncentrációja, valamint az UV-fénynek való kitettség. Például a polilaktid (PLA) egy jól ismert biológiailag lebomló biopolimer. Hideg, oxigénszegény és mély óceáni környezetben azonban a PLA lebomlási sebessége jelentősen lassabb a szabályozott ipari komposztálási körülményekhez képest. Ezenkívül gyakran kémiai módosításokra van szükség a biológiailag lebomló műanyag termékek mechanikai tulajdonságainak és eltarthatóságának javítása érdekében, ami veszélyeztetheti a biológiai lebonthatóságot. Mindez felveti a kérdést a biológiailag lebomlóként címkézett termékekből származó mikroműanyagok perzisztenciájával kapcsolatban.
Megfelelő műanyaggyűjtési és -válogatási infrastruktúra nélkül a komposztálható műanyagok továbbra is hulladéklerakókba és tengeri környezetbe kerülhetnek, és szennyezhetik a környezetet.
Mik a kilátások?
Bár a biológiailag lebomló polimerek igen ígéretesek, a biodegradációs folyamatot a környezet és a körülmények befolyásolják. Sok esetben ipari komposztálásra van szükség a biopolimerek lebontásához, ami magában foglalja a biopolimerek olyan szintre történő melegítését, ahol a mikrobák könnyen lebonthatják őket. Enélkül a biopolimerek gyakran nem bomlanak le érdemi időn belül, és ugyanazokat a környezeti problémákat okozzák, mint a hagyományos műanyagok. További kutatásokra van szükség ezen a területen az olyan polimerek azonosításához és fejlesztéséhez, amelyek érdemi környezetben és körülmények között biológiailag lebomlóak.
