Bacteriën als soldaten in het gevecht tegen microplastics

Janneke Krooneman is Lector Bioconversie & Fermentatietechnologie. Ze nam in 2022 deel aan de klimaatexpeditie op Spitsbergen. Het vele afvalplastic op de Noordpool maakte het voor de lector extra duidelijk dat we de transitie naar afbreekbare bioplastics moeten versnellen. Met het oog op de feestdagen, wanneer we als consument veel plastic verpakkingen, versieringen en andere prullaria gebruiken, vertelt Krooneman meer over de gevolgen van afval- en microplastic en over duurzame alternatieven.

Foto Spitsbergen: Nathalie Steins 

We produceren of gebruiken met elkaar veel plastic. Het is van belang dat we proberen om echt minder plastic te gebruiken. En als we dan toch plastic producten gebruiken, dat we zorgvuldig omgaan met het afval, stelt Krooneman. “We kunnen plastic recyclen, maar dan moet het wel in de juiste afvalbak terechtkomen. Daarnaast kun je zwerfafval nooit helemaal voorkomen. Je hoeft maar over een fietspad te fietsen en je ziet her en der afval liggen. De meeste plastics worden gemaakt van een fossiele bron zoals olie. De afbraakprocessen van dit materiaal, zodra het in de natuur terechtkomt, gaan heel langzaam. Het kan wel tientallen tot honderden jaren duren. Soms breekt het plastic nagenoeg niet af, maar valt het uiteen in microplastics. Microplastics verspreiden zich makkelijk in allerlei ecosystemen, zoals water, lucht en bodem en zijn dus overal ter wereld te vinden. Zo kan het terechtkomen in de bodem waar graan geteeld wordt. De planten nemen die microplastics uit de bodem op en van het graan wordt vervolgens ons brood gemaakt. De microplastics zijn dan schadelijk voor zowel onze gezondheid als het ecosysteem.” 
 
De Hanzehogeschool doet samen met NHL Stenden en Universiteit Groningen veel onderzoek naar duurzame alternatieven. “Een alternatief is dat we bioplastics gaan gebruiken die biologisch afbreekbaar zijn”, begint Krooneman te vertellen. “Deze duurzame plastic kun je maken met behulp van micro-organismen uit organisch afval, zoals bijvoorbeeld stro of afvalwater. Het bioplastic wordt door de bacteriën gemaakt als een soort opslagmateriaal voor schaarse tijden, net zoals mensen vet aanmaken. Ze kunnen het dus maken, maar ook zelf weer gemakkelijk afbreken. Uit ons onderzoek blijkt dat bioplastic snel wordt afgebroken. Dat varieert van enkele dagen tot maanden. Dat hangt vooral af van de structuur en de samenstelling. Je kunt bioplastic bijvoorbeeld spuitgieten. Dan wordt het, al dan niet gemengd met andere stoffen voor onder andere de kleur of flexibiliteit, geperst in een mal. Het plastic is dan wat weerbarstiger dan wanneer je werkt met zuiver en fijn materiaal. Dat blijkt voor de biologie toch wat makkelijker om af te breken.”  

Laboratoriumtesten 

Een belangrijk onderdeel van het onderzoek van Krooneman en haar collega’s is wat voor effect bioplastics hebben op het ecosysteem. “We doen bijvoorbeeld onderzoek naar het effect van bioplastics op de bodemgezondheid en plantengroei. Je wilt weten of de bioplastics worden afgebroken, of planten er last van hebben, in hun groei beperkt worden of dat ze er juist baat bij kunnen hebben. We gebruiken laboratoriumtesten om dit te meten. Daarnaast doen we ook onderzoek naar de duurzaamheid van producten die gemaakt zijn van bioplastic, bijvoorbeeld een koffiebeker. We onderzoeken hoe lang je zo’n beker kunt hergebruiken en wat je het beste kunt doen wanneer de beker aan het einde van de levensduur is: bijvoorbeeld composteren of er opnieuw bioplastics van maken met behulp van micro-organismen. Dit zijn allemaal onderzoeken waar we op dit moment mee bezig zijn.”  
 
Sommige producenten maken al gebruik van bioplastics, vertelt Krooneman. “Zo bestaan er al bedrijven die koffie- en festivalbekers maken van bioplastics. Vooral voor festivals is het interessant, omdat je daar vaak over het plastic afval kunt lopen. We moeten festivalgangers vooral aanmoedigen om bekers te hergebruiken. Dan kunnen we ze wassen en opnieuw gebruiken, of als ze beschadigd zijn weer recyclen tot nieuwe bekers. Tegelijkertijd kunnen we zwerfafval nooit helemaal voorkomen. Dat maakt het gebruik van bioplastics extra interessant, omdat de bekers biologisch afbreekbaar zijn.”  

Plastic is een probleem 

Zijn er zaken waar wij als consument op kunnen letten? Krooneman: “Wees vooral bewust dat plastic een probleem is, zorg ervoor dat je echt zo weinig mogelijk plastic producten koopt en dat je het plastic in de juiste afvalbak stopt. Wees je er ook van bewust dat de meeste spullen vandaag de dag nog worden verpakt in plastics die gemaakt zijn uit olie. Je kunt als consument letten op welk plastic er gebruikt wordt en alleen producten van gerecycled- of bioplastic aanschaffen. Maar dat is soms gewoon lastig, omdat het nog weinig wordt gebruikt en het bovendien vaak zoeken is waar je de herkomst kunt vinden. Aan de andere kant; ik denk wel dat de transitie naar bioplastics sneller gaat als wij als consument ons meer verzetten tegen plastic verpakkingen die slecht zijn voor het milieu.” 

Klimaatexpeditie 

Krooneman nam in de zomer van 2022 als onderzoeker deel aan de klimaatexpeditie naar Spitsbergen. Wetenschappers reisden naar de zuid-oostkant van Spitsbergen, de snelst opwarmende plek op aarde, om te onderzoeken wat je daar merkt van klimaatverandering. Daar zag Krooneman ook met eigen ogen hoeveel plastic er in de natuur achterblijft. “Door de specifieke zeestroming rond Spitsbergen spoelt op deze plek veel plastic aan op het strand. Je ziet spullen die heel oud zijn. Dan heb ik het bijvoorbeeld over drinkflesjes van 50 jaar oud. We vonden op de stranden van Spitsbergen bigbags vol met plastic afval. De expeditie zorgt voor extra bewustzijn dat je zwerfafval altijd moet proberen te voorkomen. Materialen die zwerfafvalgevoelig zijn of gevoelig voor het vormen van microplastics, verdienen de focus. Je zou eigenlijk deze materialen als eerste moeten vervangen door bioplastics.”  
 
Krooneman doet op Spitsbergen ook onderzoek naar de afbreekbaarheid van bioplastics. “Ik heb bijvoorbeeld bekers van bioplastic meegenomen naar Spitsbergen. Daarnaast heb ik bodemmonsters mee teruggenomen naar ons lab. We zijn vooral benieuwd of, en zo ja hoe goed, deze bekers worden afgebroken door de micro-organismen in dit gebied en onder arctische omstandigheden. Ik kan in mijn lab meten hoelang het afbreken duurt. Maar de omstandigheden zoals ze daadwerkelijk zijn in Spitsbergen zijn anders dan in mijn lab. Zo zijn de micro-organismen die daar leven anders dan de biologie in ons gematigde klimaat. Dit kan ervoor zorgen dat het op Spitsbergen veel langer duurt voordat het plastic helemaal afgebroken is, dat het zelfs uiteenvalt in microplastics of juist niet wordt afgebroken. Als we de transitie willen maken naar biologisch gemaakt plastic dan moet je wel weten wat dat betekent voor de mogelijke effecten op verschillende ecosystemen in verschillende klimaatzones”, besluit Krooneman.