Nova palha bioplástica se degrada ainda mais rápido no oceano do que o papel

Os pesquisadores determinam a vida útil dos canudos comerciais no oceano costeiro e desenvolvem um protótipo de canudo bioplástico que se degrada ainda mais rápido que o papel.

Um estudo da WHOI demonstrou que algumas palhinhas biodegradáveis ​​degradam até 50% em 16 semanas em ambientes marinhos, apresentando uma alternativa sustentável aos plásticos tradicionais e contribuindo para a redução da poluição dos oceanos.

Os canudos estão entre os resíduos plásticos mais comuns espalhados pelas costas. Com o aumento da produção, consumo e eliminação de produtos plásticos, cientistas e fabricantes estão a desenvolver materiais alternativos que funcionam de forma igualmente eficaz, sem aumentar a poluição ambiental contínua do plástico.

Mas nem todos os plásticos são criados da mesma forma – diferentes fabricantes têm diferentes formulações de polímeros básicos – como poliláticos ácido (PLA) e polipropileno (PP) – e aditivos químicos. Isso significa que diferentes formulações plásticas se comportam de maneira diferente no meio ambiente e se decompõem no oceano em taxas diferentes. Existem novos materiais no mercado que se afastam dos produtos derivados do petróleo – como o diacetato de celulose (CDA), um polímero derivado da polpa de madeira que é amplamente utilizado em bens de consumo – e os cientistas do Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) têm trabalhado quantificar o tempo de vida ambiental de uma vasta gama de produtos de plástico para responder à questão não resolvida: quanto tempo duram as palhinhas no oceano?

Testes e Resultados de Degradação de Palha

Em um novo artigo publicado em ACS Química e Engenharia Sustentável, os cientistas da WHOI Collin Ward, Bryan James, Chris Reddy e Yanchen Sun colocaram diferentes tipos de plásticos e canudos de papel frente a frente para ver quais se degradam mais rapidamente no oceano costeiro. Eles fizeram parceria com cientistas da empresa de fabricação de bioplásticos Eastman, que forneceram financiamento, contribuíram como coautores e forneceram materiais para o estudo.

“Não temos uma compreensão sólida de quanto tempo os plásticos duram no oceano, por isso temos concebido métodos para medir a rapidez com que estes materiais se degradam”, disse Ward. “Acontece que, neste caso, existem algumas palhinhas de bioplástico que se degradam bastante rapidamente, o que é uma boa notícia.”

Desenvolvimentos promissores em canudos biodegradáveis

A abordagem deles envolveu a suspensão de oito tipos diferentes de canudos em um tanque de água do mar fluindo continuamente de Martha’s Vineyard Sound, Massachusetts. Este método também controlou a temperatura, a exposição à luz e outras variáveis ​​ambientais para imitar o ambiente marinho natural. Todas as palhas foram monitoradas quanto a sinais de degradação durante 16 semanas, e as comunidades microbianas que cresciam nas palhas foram caracterizadas.

“Meu interesse tem sido compreender o destino, a persistência e a toxicidade do plástico e como podemos usar essa informação para projetar materiais de próxima geração que sejam melhores para as pessoas e para o planeta”, disse James. “Temos a capacidade única de trazer o ambiente do oceano para terra em nossos tanques no laboratório de sistemas ambientais. Isso nos dá um ambiente muito controlado com água do mar natural.”

Eles testaram canudos feitos de CDA, polihidroxialcanoatos (PHA), papel, PLA e PP. Nas semanas em que os canudos ficaram submersos nos tanques, o CDA, o PHA e os canudos de papel degradaram-se em até 50%, projetando vida útil ambiental de 10 a 20 meses no oceano costeiro. Os canudos de PLA e PP não apresentaram sinais mensuráveis ​​de degradação.

Impacto Ambiental dos Materiais de Palha

Os cientistas então compararam dois canudos feitos de CDA – um sólido e outro de espuma, ambos fornecidos pela Eastman. O canudo feito de espuma de CDA foi um protótipo para ver se o aumento da área de superfície aceleraria a decomposição. Eles descobriram que a taxa de degradação do canudo de espuma era 184% mais rápida do que a do seu equivalente sólido, resultando em uma vida útil ambiental projetada mais curta do que a dos canudos de papel.

“Os aspectos únicos deste canudo de espuma são que ele é capaz de ter uma vida útil esperada mais curta do que os canudos de papel, mas mantém as propriedades que você desfruta de um canudo de plástico ou bioplástico”, disse James, tornando-o uma alternativa promissora aos canudos de plástico convencionais. em comparação com canudos de papel, que se degradam rapidamente no oceano, mas prejudicam a experiência do usuário ao ficarem encharcados, segundo os autores.

Perspectivas Industriais e Ambientais

“Este estudo pode ser imensamente valioso para os fabricantes de canudos, pois fornece dados informados e transparentes na seleção de um material para canudos. Além disso, proporciona a garantia de que os canudos baseados em CDA não contribuirão para a persistente poluição plástica, ao mesmo tempo que demonstra o compromisso dos fabricantes de canudos em oferecer um produto sustentável que reduza o risco para a vida marinha”, disse Jeff Carbeck, Vice-Presidente Corporativo da Eastman. Inovação.

O desafio persistente dos plásticos

A ciência apoia o afastamento do material plástico convencional. A poluição plástica causa danos aos seres humanos e aos ecossistemas e a indústria do plástico contribui em grande escala para as alterações climáticas, sendo responsável por cerca de 4 a 5% de todas as emissões de gases com efeito de estufa ao longo do seu ciclo de vida. Com os resíduos plásticos a tornarem-se omnipresentes na cadeia alimentar global dos oceanos e dos oceanos ao longo dos últimos 50 anos, é importante identificar novos materiais que sejam de origem sustentável, contribuam para a mudança de uma economia linear para uma economia circular e que se decomponham se acidentalmente vazarem para os oceanos. o ambiente.

“Embora alguns pressionem para abandonar os plásticos, a realidade é que os plásticos vieram para ficar. Estamos tentando aceitar o fato de que esses materiais serão usados ​​pelos consumidores e então poderemos trabalhar com as empresas para minimizar seus impactos caso vazem para o meio ambiente”, disse Ward.

Colaboração para Soluções Sustentáveis

“Reconhecemos a importância de testar, validar e compreender a degradação marinha dos nossos produtos baseados em CDA, mas não tínhamos os recursos necessários”, disse Carbeck. “Sabendo que a WHOI possuía a experiência e as instalações, empenhamo-nos num esforço colaborativo para enfrentar este desafio. Esta parceria demonstra o poder da colaboração entre a indústria e a academia no avanço de objetivos compartilhados e na criação de um impacto positivo.”

A equipe de pesquisa também descobriu que as comunidades microbianas das palhas degradadas eram únicas para cada material de palha. No entanto, as comunidades microbianas em ambas as palhas não degradantes eram as mesmas, apesar de terem estruturas químicas muito diferentes. Isto forneceu mais provas de que os micróbios nativos estavam a degradar as palhinhas biodegradáveis, enquanto as palhinhas não biodegradáveis ​​provavelmente persistiam no oceano.

“A nossa compreensão dos impactos da poluição plástica na saúde dos oceanos é realmente incerta, e muito disto se resume ao desconhecimento do destino a longo prazo destes materiais”, disse Ward. Ele e o restante da equipe de pesquisa planejam continuar medindo a degradabilidade dos materiais plásticos, na esperança de orientar o próximo passo da indústria.

“Há muitas vantagens em fazer parceria com fabricantes de materiais, incluindo acesso a instalações analíticas e conhecimento e acesso a seus materiais que você não obtém se trabalhar em seu próprio silo”, disse Ward. “Estamos tentando otimizar seus produtos para a degradação do meio ambiente e, em última análise, para o bem do planeta.”

Principais conclusões

• Nem todos os plásticos são criados iguais e alguns duram mais tempo no oceano do que outros. Os cientistas da WHOI têm trabalhado durante anos para quantificar o tempo de vida ambiental de uma vasta gama de produtos plásticos para ver quais têm o tempo de vida mais curto e o mais longo no oceano. Para determinar quais plásticos persistem no oceano, a equipe testa diferentes produtos em grandes tanques que recriam o ambiente natural do oceano. Eles se concentraram primeiro nos canudos, pois são uma das formas mais comuns de resíduos plásticos encontrados na limpeza de praias.
• Os autores descobriram que os canudos feitos de diacetato de celulose (CDA), polihidroxialcanoatos (PHA) e papel degradaram até 50% em 16 semanas. Todos eles tinham comunidades microbianas únicas que ajudaram a decompor o material.
• Um protótipo de canudo da Eastman, feito de espuma de CDA, degradou-se mais rapidamente do que o sólido, o que significa que alterar a área superficial do canudo pode acelerar o processo de degradação.
• A ciência apoia o abandono dos plásticos persistentes – tornando ainda mais importante garantir que novos materiais se decomponham se vazarem para o ambiente e não poluirem ainda mais o oceano.