Bioplastik produkuje się przede wszystkim z roślin. Rozkłada się łatwiej i bezpieczniej dla środowiska, ale jest mniej wytrzymały niż zwykły plastik.
Tworzywa sztuczne stanowią nawet 90 proc. wszystkich zanieczyszczeń znajdujących się w oceanach. Pochłaniają je zwierzęta morskie i ryby, które później zjadają inne zwierzęta i ludzie. Mówiąc obrazowo, plastik stał się „gratisowym” dodatkiem do złożonych łańcuchów pokarmowych na całym globie. I w formie mikrowłókien coraz częściej trafia również do ludzkich organizmów, wraz z jedzeniem i piciem. Dlatego coraz częściej szukamy dla niego alternatyw: zarówno ze względu na dobro środowiska, jak i własne zdrowie. Surowce biodegradowalne mają też znacznie krótszy czas rozkładu niż plastik, który niszczeje przez kilkaset lat.
Czy bioplastik zastąpi tradycyjny plastik?
Wciąż trudno mówić o powszechnym wykorzystaniu produktów biodegradowalnych, ale – szczególnie w krajach wysokorozwiniętych – widać trend do zwiększania udziału bioplastiku nie tylko w przemyśle spożywczym, dystrybucji i konsumpcji żywności, a także w medycynie i nowych technologiach (drukarki 3D).
W popularnej wśród turystów Tajlandii słomki do zimnych napojów z napisem #plasticfromplants, czyli wyprodukowane z roślin, są w powszechnym użyciu. Są one jednak znacznie mniej trwałe niż tradycyjne plastikowe słomki – czasem trzeba użyć 2-3 sztuk do jednego napoju.
Co to jest bioplastik?
Tradycyjny plastik powstaje na bazie ropy naftowej. A bioplastik uzyskujemy z pomocą z roślin, na przykład kukurydzy i trzciny cukrowej, pestek awokado, a także niektórych bakterii, które wytwarzają biomateriał podobny do polimerów. Niektóre technologie bazują na mikroorganizmach, które żywią się wodorostami. Produkuje się również bioplastik z osadów ściekowych.
W Europie prowadzi się obecnie badania nad surowcami biodegradowalnymi powstającymi na bazie odpadów roślinnych zawierającymi celulozę. Próby prowadzone są z odpadami pietruszki, ryżu, szpinaku, łuskami kakaowymi. Tego rodzaju odpady roślinne wykorzystuje się już do wyrobu powłok i folii z tworzyw sztucznych.
Polski bioplastik. Opatentowany wynalazek jest wynikiem współpracy KUL z kopalnią węgla kamiennego LW Bogdanka. Fot. PAP/Wojciech Pacewicz
Najlepiej radzą sobie bioplastiki ze szpinaku i pietruszki – mają najlepsze właściwości mechaniczne. Być może będą one mogły na szeroką skalę zastąpić torby, butelki i słomki do picia z tradycyjnego plastiku. Co ważne, po miesiącu moczenia w wodzie bioplastiki tego rodzaju całkowicie się rozpadają.
Część bioplastiku powstaje na bazie etanolu, który jest jego najtańszym źródłem. Tego rodzaju produkt jest najpopularniejszy w masowym użyciu – stosuje się go choćby w plastikowych butelkach, naczyniach i tekstyliach.
Bioplastik jest używany w biomedycynie, np. implantach dentystycznych, cewnikach, szwach. Przydaje się też jako materiał do druku 3D. Materiał biodegradowalny wykorzystywany jest już również w rozwiązaniach medycznych, do produkcji szwów i plastrów sercowo-naczyniowych.
Talerze z otrębów, czyli bioplastik w Polsce
W Polsce bioplastik, czy szerzej: surowce o łatwym rozkładzie biologicznym są znane przede wszystkim dzięki słynnym talerzom z otrębów, czyli odpadów po produkcji mąki. Technologię produkcji naczyń jednorazowych z otrąb pszennych opracował przez laty młynarz Jerzy Wysocki. Zagrożony bankructwem, podjął ryzykowną decyzję, by przerzucić się na produkcję sprasowanych (i jadalnych!) talerzy z otrębów. Szybko zdobył klientów – nie tylko w Niemczech, ale i w Polsce. Początkowo produkował dla firm, które stawiały na ekologiczną żywność. Ale z czasem rynek zaczął się poszerzać. „Produkty z otrąb biją na głowę konkurencyjne celulozowe kubki albo talerze z liści palmowych” - przekonuje ich producent.
Obecnie biodegradowalne talerze z otrębów znajdziemy nawet w niektórych sieciach fastfoodów, które chcą pokazać klientom, że stawiają na ekologiczny styl życia. A bioplastikowe kubki i słomki pojawiają się również w małej gastronomii, lodziarniach, kawiarniach – przede wszystkim w większych polskich miastach, gdzie większa liczba klientów nie zwraca uwagi na cenę, ale na jakość produktu i sposób jego podawania.
Od lewej: prof. Zofia Stępniewska, dr Anna Pytlak i dr Agnieszka Kuźniar z Katedry Biochemii i Chemii Środowiska KUL. Fot. PAP/Wojciech Pacewicz
Bardziej skomplikowane badania nad bioplastikiem w Polsce prowadził zespół badawczy na Katolickim Uniwersytecie Lubelskim. Prof. Zofia Stępniewska, dr Agnieszka Kuźniar i dr Anna Pytlak opracowały nowy sposób wytwarzania bioplastiku, zdatny do zastosowania w medycynie i produkcji biodegradowalnych opakowań. Naukowcy opatentowali nowy sposób wytwarzania bioplastiku z bakterii zasiedlających skały przywęglowe, dotąd traktowanych jako odpady przy wydobywaniu węgla w kopalniach.
Bioplastik – za i przeciw
Zwolennicy bioplastiku często wymieniają jako jego główną korzyść to, że nie wykorzystuje się do jego produkcji ropy. Wiąże się to też z tym, że bioplastki w przeciwieństwie do plastiku nie uwalniają węgla do atmosfery. Tworzywa sztuczne są produkowane z produktów ropopochodnych, a w tym procesie produkcyjnym, jako produkt uboczny, powstają zanieczyszczenia.
Badania przeprowadzone w 2011 roku na Uniwersytecie w Pittsburghu pokazały inne problemy środowiskowe związane z uprawą roślin na bioplastik. To zanieczyszczenie nawozami i dewastacja gruntu przez produkcję roślin na bioplastik. Bioplastiki wytwarzane z surowców naturalnych, np. z kukurydzy, to pochodne tworów zmodyfikowanych genetycznie, co nie podoba się z kolei przeciwnikom koncepcji zmieniania garnituru chromosomowego istot żywych.
Do produkcji bioplastiku używa się kukurydzy.
Według naukowców bioplastki mają zalety, ale tylko wtedy, gdy bierze się pod uwagę wiele czynników, np. gdzie są uprawiane rośliny, z których wytwarza się biotworzywa? Ile ziemi zajmuje? Ile wody jest potrzebne?
Używanie kukurydzy do wytwarzania plastiku w regionach, gdzie mieszkańcy nie mają co jeść, jest nieludzkie. Jednak prawdą jest też, że ropa jest skoncentrowana w niektórych regionach, a rośliny przeznaczone na plastik można uprawiać wszędzie, dlatego biotworzywa wspierają wiejską, agrarną gospodarkę.
Istnieją już fabryki produkujące bioplastik z roślin, które nie wymagają gruntów rolnych i słodkiej wody. Pomaga to krajom z niedoborem wody słodkiej, takim jak Izrael, Chiny czy Indie, przejście z tworzyw sztucznych wykorzystujących w procesie produkcyjnym ropę na biodegradowalne tworzywa sztuczne.
Obecnie nie ma jednoznacznej odpowiedzi, czy tworzywa sztuczne pochodzenia biologicznego są ostatecznie lepsze dla środowiska niż te z ropy naftowej.
Co się dzieje później z bioplastikiem?
Chociaż biotworzywa maja wiele zalet, trzeba też zwrócić uwagę na niektóre pułapki, w które możemy wpaść myśląc o bioplastiku.
Nie każdy bioplastik i nie w 100 proc. może być poddany recyklingowi. Istnieją takie biosyntetyki, które są swoistymi „kompozytami” chemicznymi, które lepiej utylizować. Biodegradowalny nie oznacza, że można bioplastik wyrzucić na kompostownik. Biodegradacja bioplastików oznacza zazwyczaj, że trzeba zastosować specjalne warunki.
KJ, KW
