Afbraak van bioplastics in verschillende milieus

In dit project werken de onderzoekers aan de volgende doelen:

• Het afbraakproces van PHA’s in natuurlijke omgevingen beter begrijpen
• In kaart brengen welke impact de afbraakproducten hebben op natuurlijke ecosystemen
• Stimuleren van de biologische afbraak door bio-augmentatie (door het gebruik van micro-organismen met PHA-afbrekende eigenschappen)
• Mogelijkheden onderzoeken voor afbraak-op-commando van PHA-gebaseerde producten
• Inzichtelijk maken of en hoe afbraakproducten (her)gebruikt kunnen worden

Het project beoogt de volgende vraag te beantwoorden: Zijn PHA-gebaseerde producten zo veilig als verwacht?

Hieronder vallen de volgende subvragen: 

• Ontstaan PHA-microplastics in het milieu? 
• Wat is de levenstijd van zulke microplastics? 
• Ontstaan ze door fragmentatie of microbiële afbraakactiviteit? 
• Is er een effect op bodemgezondheid? 

Een tweede onderzoeksvraag is: Kunnen PHA-producten gerecycled worden aan het eind van hun levenscyclus? 

Hieronder vallen de volgende subvragen: 

• Welke afbraakproducten ontstaan er wanneer PHA-producten afbreken in een natuurlijke omgeving? 
• Zijn deze afbraakproducten te hergebruiken voor nieuwe PHA-polymeren? (Recycling) 
• Zijn deze afbraakproducten te hergebruiken als feedstock voor bacteriën om nieuwe PHA-polymeren te produceren? (Recycling) 
• Zijn deze afbraakproducten ook geschikt voor andere toepassingen? (Repurposing) 

Met het project verwachten we de volgende inzichten te behalen:

• Resultaten over de afbraak per gram PHA per tijdseenheid
• Het vinden, isoleren en karakteriseren van micro-organismen met PHA-afbrekende eigenschappen
• Inzicht in het effect van de afbreekproducten van PHA op de natuurlijk omgeving
• Resultaten over het gebruik van afbraakproducten van PHA als nieuwe grondstof, waardoor PHA een volledig circulair product wordt

Huidige fossiele plastics zijn een groot probleem voor ons klimaat, natuurlijke ecosystemen, en onze gezondheid. Deze plastics worden gemaakt van fossiele grondstoffen, en worden afgebroken tot microplastics. Deze microplastics komen terecht in de zee en in de bodem, en hebben een negatief effect op deze ecosystemen.

Biologisch afbreekbare plastics uit hernieuwbare bronnen zijn een duurzaam alternatief voor fossiele plastics. Deze plastics worden gemaakt van duurzamere grondstoffen. Een biopolymeer zoals PHA wordt biologisch afgebroken. Plastics op basis van PHA (en blends met PHA) zijn dus minder schadelijk voor de omgeving, maar welk effect de afbraakproducten precies hebben is nog niet helemaal duidelijk. In dit project wordt de afbraak per gram PHA per tijdseenheid gemonitord. Hiervoor worden PHA-producten van de industriepartners gebruikt.

Met de resultaten van dit project leren we of de afbraak van bioplastics een negatief effect heeft op de natuurlijk omgeving, waaronder een maritieme omgeving en landbouwgrond. Daar wordt er gekeken hoe de afbraak bevorderd kan worden door het inzetten van micro-organismen met PHA-afbrekende eigenschappen. Zo kunnen toekomstige microplastics vermeden worden, wat voor een gezondere natuurlijke omgeving zorgt.

Voor het testen van de afbreek van PHA wordt een fabrikant van PHA (Paques Biomaterials B.V.) en producenten van PHA-producten (Happy Cups B.V. en Maan Group) betrokken bij het project. De resultaten van het onderzoek worden daarmee direct toegepast op de praktijk. 

Met de opgedane kennis in dit project kan het vertrouwen in circulaire, biobased plastics vergroot worden. De complete levenscyclus, van productie tot afbraak tot het hergebruik van afbraakproducten, wordt in kaart gebracht. Hiermee kunnen producenten de impact van hun producten beter inschatten, en zeker zijn dat ze voldoen aan (toekomstige) wet- en regelgeving rond duurzaamheid en circulariteit.