PHA-muovin mahdollisuudet muovikriisin ratkaisemisessa

Abstract

Muovikriisi on yksi aikamme suurimmista ympäristöhaasteista. Sen syinä voidaan pitää muovituotannon käyttämien raaka-aineiden ongelmallisia ominaisuuksia sekä puutteellisia tai kokonaan vääränlaisia muovin käsittely- ja kierrätyskäytänteitä. Fossiiliset luonnonvarat, öljy, maakaasu ja hiili, kattavat noin 99 % muovituotannon raaka-aineista. Fossiilimuovit aiheuttavat elinkaarensa aikana runsaasti kasvihuonekaasupäästöjä, mikä voimistaa ilmastonmuutosta. Lisäksi fossiilimuovit biohajoavat hitaasti, minkä vuoksi ne kumuloituvat ympäristöön aiheuttaen ympäristön saastumista. Vaihtoehtoiset biomuovit eivät nekään ole ongelmattomia, sillä osa biomuoveista ei ole biohajoavia, ja toisaalta hajoavienkin biomuovien maatuminen ei luonnossa välttämättä tapahdu täydellisesti. Lisäksi biomuovien raaka-aineena käytetään runsaasti viljelykasveja, joiden viljeleminen vie tilaa ruoantuotannolta.

Polyhydroksialkanoaatit eli PHA-muovit ovat biopohjaisia ja biohajoavia polyestereitä. PHA-muoveja muodostuu luonnollisesti bakteerisoluissa, jossa ne toimivat hiilen ja energian varastona. PHA-muovit pystyvät vastaamaan suurimpaan osaan muovikriisin ongelmista. Raaka-aineena PHA-tuotannossa käytetään pääsääntöisesti erilaisia jätteitä ja sivuvirtoja, joten ne eivät kilpaile maatalousmaasta ruoantuotannon kanssa. PHA:n hiilijalanjälki on pieni, sillä uusiutuviin raaka-aineisiin pohjautuneena niihin sitoutunut hiili kiertää ekosysteemissä. Toisaalta PHA-muovit ovat myös kompostoituvia, mikä vähentää ympäristön saastumista. Lisätutkimuksella ja PHA:n ominaisuuksia kehittämällä ne kykenevät mahdollisesti korvaamaan fossiilimuoveja eri käyttötarkoituksissa ja viemään muovituotantoa kohti tulevaisuuden kiertotaloutta.

Plastic crisis is one of the greatest environmental challenges of our time. It can be defined that the main causes for the crisis are not only the challenges of the main feedstocks used in plastic industries but also the insufficient or completely wrong habits to handle and recycle plastics. Fossil resources, which includes crude oil, natural gas and coal, cover approximately 99 % of the total feedstock of world’s plastic production. During their life cycle, fossil-based plastics release large amount of greenhouse gases which is known to intensify the climate change. Furthermore, fossil-based plastics are known to biodegrade slowly what is the reason for plastics accumulation into the environment and cause of environmental pollution. To continue, alternative bioplastics can be harmful as well. Although some of the bioplastics are biodegradable, some of them are not. It is also known that for the completely biodegradation, the biodegradable plastics must confront the certain environmental conditions. Moreover, many bioplastics use cultivated plants as their feedstock which may cause competition of the agricultural land with food production.

Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are bio-based and biodegradable polyesters. PHAs are created in bacterial cells in which they are known to act as the storage for the carbon and energy. PHAs can be the solution to many problems of the plastic crisis. As a feedstock, PHA production uses mostly wastes and side streams. Therefore, PHAs do not compete of the agricultural land with food production. PHAs carbon footprint is quite low because it is based on renewable feedstocks. Also, PHAs are compostable which have positive effects to environmental pollution. By further investigation and improving the properties of PHAs, they can possibly replace the conventional plastics and lead plastic industry towards the circular economy of the future.