koivuranta

Jätemuovista hyötymateriaaleja bakteerien avulla

Lupaavat muovinsyöjälajit valikoitu, nyt tehostetaan entsyymituotantoa.

VTT kehittelee bakteereja, joiden avulla jätemuovista voitaisiin tuottaa etanolia tai muita hyötymateriaaleja. Jos prosessi saadaan taloudellisesti kannattavaksi, jätemuovi muuttuu rahanarvoiseksi materiaaliksi, mikä helpottaisi roskaantumisongelman torjumista. Roskasta syntyvän mikromuovin terveysvaikutukset ovat vielä arvailun varassa. 

VTT:n PlastBug-projektissa muovijäteongelmaa yritetään kesyttää bakteerien avulla. Tavoitteena on kehitellä mikrobikantoja, joiden tuottamien entsyymien avulla muovijätteestä saataisiin valmistettua muita aineita. 

Projektia johtava Kari Koivuranta kertoo luonnosta löydetyn jo useita rihmasieniä ja bakteereita, jotka pystyvät hyödyntämään muovien hiiliketjuja. Evoluutio ei silti ole tuottanut seitsemänkymmenen vuoden kuluessa yhtään todella tehokasta ”muovinsyöjää”, joka olisi samalla levinnyt laajalti ympäristöön. 

PlastBugin ensimmäisessä vaiheessa luonnon bakteerikannoista seulottiin esiin lupaavimmat muovinhajottajat. Nyt projekti on siirtynyt seuraavaan vaiheeseen, jossa valituista lajeista eristetään muovien hajotuksessa tarvittavia entsyymeitä. Myöhäisemmässä vaiheessa näiden muovinhajotuskykyä on tarkoitus vielä tehostaa. 

Hankkeen alkuvaiheen visiona oli konttiin pakattava tehdas, jossa bakteerit valmistavat esimerkiksi etanolia esikäsitellystä muovista. Lopullinen sovellus voi kuitenkin olla jotain muuta.  Koivuranta muistuttaa hankkeessa tehtävän työtä biologian kanssa, mikä pakottaa pitämään suunnitelmat avoimina. 

– Biologian kanssa toimittaessa on katsottava, mitä eteen tulee ja tehtävä jatkosuunnitelmat tämän perusteella.

Projekti voikin johtaa lopulta monenlaisiin sovelluksiin. Infrastruktuurin ulkopuolella toimivan konttitehtaan ohella resursseja voidaan käyttää myös toimivien kierrätysjärjestelmien yhteydessä. Muovimateriaali voidaan samalla altistaa joko mikrobeille tai suoraan näiden tuottamille entsyymeille.

– Yksi mahdollisuus on tuottaa ja ottaa talteen tarvittavia entsyymejä koodaavat geenit ja siirtää nämä biotekniikassa yleisesti käytettäviin tuottajamikrobeihin, Koivuranta kertoo. – Entsyymit voitaisiin tällöin valmistaa keskitetysti ja kuljettaa valmiina käyttökohteisiin. 

Arvokkaammat aineet hakusessa

Kaikki ovet ovat projektissa auki myös sille, mitä jätemuoveista lopulta tuotetaan. Alkuvaiheessa esillä ollut etanolin valmistus edustaa lähinnä proof of concept -vaihetta. Koivuranta toteaa etanolin olevan taloudellisesti vähäarvoinen tuote, jonka kierrätyskaari jää lyhyeksi. 

– Toivon mukaan muoveista pystytään tuottamaan paljon arvokkaampiakin aineita kuten esimerkiksi rasvahappoja. 

Samaa toivonee moni muukin. Isossa kuvassa maailman kuluttava keskiluokka kasvaa, eikä mikään viittaa roskaantumisen taittumiseen. Muovijätteen muuttuminen rahanarvoiseksi materiaaliksi kaunistaisi olennaisesti näköpiirissä olevaa tulevaisuutta.

Taloudelliseen kannattavuuteen vaikuttaa myös käsittelyprosessin monimutkaisuus ja hinta. Koivuranta kertoo esikäsittelyn alkavan muovin pilkkomisella, ja siihen tarvitaan energiaa ja laitetekniikkaa. Jos polymeerit on tarkoitus hajottaa bakteerisolujen sisällä, ketjut on pilkottava hyvin lyhyiksi jo solujen ulkopuolella.   

Tehtävän haastetta lisää samalla se, ettei mikään bakteerilaji pysty syömään kaikkia muovilaatuja ja yhdenkin laadun hajottamiseen tarvitaan usein monia eri entsyymejä.  

Poissa silmistä, ei luonnosta

Muovin polymeerit ovat tyypillisesti muutaman sadan hiiliatomin ketjuja, jotka ovat mikromuovissa usein saman pituisina kuin isoissa esineissä. Tässä mielessä itse muovin hajoaminen ei ole vielä edes alkanut, vaikka esimerkiksi rantakivikkoon päätynyt muovikassi olisi hävinnyt jo kokonaan silmistä. 

Hajoaminen kuitenkin etenee myös pienessä kokoluokassa. Polymeeriketjuja pilkkova uv-säteily  lankeaa maan pinnalle kattavana kenttänä, minkä takia tämä osuu tehokkaasti myös pieniin ketjunpalasiin. Edellytyksenä on tietysti se, ettei muovi kulkeudu suojaan säteilyltä. 

Eri muovilaatujen säteilynkesto ja hajoamisvauhti on hyvinkin erilainen, toisilla lopullinen pilkkoutuminen kestää kymmeniä vuosia, toisilla satoja, joillain jopa tuhansia. Hajoamiseen vaikuttaa säteilyn ohella esimerkiksi lämpötila, mekaaninen hiertyminen ja happiolosuhteet, minkä takia todellista hajoamisvauhtia luonnossa voi olla vaikea ennustaa. 

Terveysvaikutukset jäävät nähtäviksi

Ympäristöön levinneen mikromuovin terveysvaikutuksia ei juuri tunneta. Se tiedetään, että muovit kiinnittävät tehokkaasti itseensä ympäristössä olevia haitallisia aineita. Pieneksi pilkkoutunut muovi kerää näitä erityisen tehokkaasti, koska tarjolla on tällöin paljon hiiliketjujen päitä, joihin ulkopuoliset aineet helpoimmin kiinnittyvät. 

Uutinen ei ole sekään, että pieneksi hajonnut muovi voi siirtyä ravintoketjuun edeten myös isoihin eläimiin sekä ihmiseen. 

Arvoitus kuitenkin on, miten hyvin pieniksi pilkkoutuneet hiiliketjut toimivat elimistössä. Hyvällä tuurilla vaikutukset jäävät vähäisiksi. Esimerkiksi puhdas polyeteeniketju sisältää hiiltä ja vetyä, eikä ketjunpätkien ainakaan tiedetä muuttuvan haitallisiksi aineiksi elimistössä.  

Tuuriin kannattaakin nyt luottaa lujasti, koska se on ainoa, mitä voimme tässä vaiheessa tehdä. Mikromuovin välttäminen on jo mahdotonta, olemme mukana kokeessa, joka tulee näyttämään elimistöön kertyneen mikromuovin terveysvaikutukset. Halusimme tai emme.  

Vähemmän käyttöä, enemmän kierrätystä

Ympäristöön karanneen muoviroskan kerääminen on toteutettava ennen sen hajoamista liian pieniksi kappaleiksi. Mikromuovin osalta tämä on myöhäistä, asia ei ole enää päätöksenteon piirissä.  

Vaikka muoviroskan leviäminen ympäristöön on estetty Suomessa paremmin kuin monissa muissa Euroopankin maissa, parantamisen varaa on meilläkin. Roskaa kertyy edelleen liikaa myös Suomen rannoille, vesistöihin ja maastoon. 

Tätä mieltä on ympäristöministeriön teettämän muovitiekartan laatimiseen osallistunut ohjelmapäällikkö Merja Saarnilehto ympäristöministeriöstä. Kartan tarkoitus on näyttää tietä kohti kestävämpää muovitaloutta, jossa muovia käytettäisiin vähemmän ja kierrätettäisiin enemmän.  

Tällä hetkellä Suomessa käytetty muovi päätyy valtaosin poltettavaksi osana sekajätettä. Muovin vieminen kaatopaikoille on kielletty laissa. 

Kierrätyksessä ollaan kuitenkin pääsemässä vasta alkuun. Iso askel kohti parempaa oli Fortumin Riihimäelle rakentama laitos, jossa tekoäly ja robotiikka pystyy erottelemaan roskavirrasta monia kierrätettäviä muovilaatuja, vaikka lajittelua ei olisi tehty jätteen syntypaikalla. 

Saarnilehto kertoo lajittelu- ja kierrätysvaatimusten tiukentuvan tuntuvasti jo lähitulevaisuudessa.    

– Alkuvaiheessa tehostetaan etenkin pakkausmuovien talteenottoa, mikä edustaakin varsin isoa osaa muovijätteestä.  

EU:n jätemuovidirektiivin mukaan vuonna 2025 muovipakkauksista pitäisi kierrättää 50 prosenttia,  nyt näiden kierrätysaste Suomessa on noin 24 prosenttia. Ero on iso sekä prosenttiosuutta että ainevirtaa ajatellen.

PlastBug-projekti on siirtynyt vaiheeseen, jossa valituista lajeista eristetään muovien hajotuksessa tarvittavia entsyymeitä, kertoo johtava tutkija Kari Koivuranta.
koivuranta2

Korotettu alv kertakäyttöesineille

Toinen iso tavoite on muovin turhan kulutuksen vähentäminen. Liikkeelle lähdetään helposti korvattavista kertakäyttöisistä muoviesineistä, keinoksi on ehdotettu tämäntapaisille muovituotteille asetettavaa korotettua arvonlisäveroa.

– Liikettä tähän suuntaan vauhdittaa EU:n komission kertakäyttö­muovidirektiivi, joka hyväksyttäneen  alkukesään mennessä. 

Materiaalivalinnoissa pallo teollisuudella

Kierrätystä helpottaisi erilaisten muovilaatujen määrän väheneminen ja kierrätystä ajatellen hankalien väri- ym. aineiden välttäminen. 

– Tältä osin pallo on pitkälti teollisuudella, jonka pitäisi huomioida myös kierrätettävyys materiaalivalinnoissaan.  

EU:n tasolla teollisuutta voidaan paimentaa tähän suuntaan politiikan keinoin. Aisoihin olisi kuitenkin saatava myös EU:n ulkopuolinen teollisuus, jonka tuotokset päätyvät täkäläisen jätehuollon riesaksi. Maailmalta päätyy Suomeenkin esimerkiksi verkkokaupan myötä paljon kierrätyskelvotonta muovia, jonka aiheuttamat kustannukset jäävät täkäläisen jätehuoltojärjestelmän taakaksi. Eli osuvat väärään osoitteeseen. 

– Muovienkin kohdalla haluttaisiin noudattaa saastuttaja maksaa -periaatetta, mikä ei toteudu muovin tullessa jostain kaukaa osana tuotteita ja näiden pakkauksia, Saarnilehto pohtii. 

– Pelisäännöt pitäisi saada samoiksi kaikille.

Kansainvälinen jäterahtaus aisoihin

Hyvänä merkkinä voitaneen pitää sitä, että ainakin Kiina on jo rajoittanut roskan maahantuontia. Tämä on pakottanut jätehuoltonsa pitkälti ulkoistaneita maita, kuten USA:ta, Britanniaa ja Japania, terästäytymään omalla kotikentällään. 

Kansainvälistä jäterahtausta mietitään Baselissa kesäkuussa järjestettävässä kokouksessa. 

– Muovijätekuljetuksista on tähän asti riittänyt ilmoitus, nyt Norja on tehnyt aloitteen kuljetusten saamiseksi luvanvaraiseksi.

– Tämä parantaisi mahdollisuuksia kontrolloida sitä, mihin jäte päätyy ja mitä sille tapahtuu lastin päästyä perille. •

teksti: Heikki Jaakkola • kuvat: Veikko Somerpuro

 

 

Anna palautetta

Viesti välitetään sähköpostilla sivuston ylläpitäjille. Sitä ei julkaista.

Anna palautetta

Viesti välitetään sähköpostilla sivuston ylläpitäjille. Sitä ei julkaista.