Experts over... bioafbreekbaar plastic

“Biologisch afbreekbaar moet je zien als een functionele eigenschap van een materiaal, niet als een totaaloplossing voor het afvalprobleem. Zwerfvuil is een gevolg van ongewenst gedrag, en kan je dus ook het beste bestrijden door dat gedrag aan te pakken. Ik vergelijk het wel eens met hondenpoep op de stoep: een volledig natuurlijk en biologisch afbreekbaar materiaal, maar het is niet onmiddellijk weg, en zolang het er ligt kan je er nog flink last van hebben.

Er is veel spraakverwarring rond het begrip bioafbreekbaar. Want letterlijk zegt het alleen maar dat het biologisch wordt afgebroken, maar zonder context zegt de term niets over hoe snel dat gebeurt (dagen, maanden, jaren), of tot wat het wordt afgebroken (in twee stukken of volledig verdwenen). Bovendien speelt de omgeving waarin de biologische afbraak plaatsvindt ook een belangrijke rol. Een plastic dat in een composteerproces binnen een paar weken volledig is afgebroken tot kooldioxide en water, kan daar in zee of in de wegberm wel twee jaar over doen.

Nog meer spraakverwarring ontstaat doordat met de term ‘bioplastic’ soms bio-afbreekbaar plastic bedoeld wordt, en soms bio-gebaseerd (biobased) plastic, terwijl in dit laatste geval het voorvoegsel ‘bio’ slechts naar de gebruikte hernieuwbare grondstof verwijst. Biobased plastic hoeft helemaal niet biologisch afbreekbaar te zijn, en dat is ook zeker niet altijd gewenst. Biopolyetheen (PE) is chemisch identiek aan het oliegebaseerde PE en dus ook niet biologisch afbreekbaar. Bij veel toepassingen komen de voordelen van het gebruik van biobased plastic dan ook niet van de bioafbreekbaarheid, maar juist van de behaalde milieuwinst bij het produceren van deze plastics.

Onder bioafbreekbaar plastic verstaan we in het algemeen dat het polymeer door bacteriën en schimmels kan worden afgebroken tot monomeren. En dat die monomeren of direct de biologische cyclus weer in gaan of verder worden afgebroken tot CO₂ en H₂O. Het is een illusie te denken dat een plastic fles, die bedoeld is om de inhoud tot aan gebruik langdurig tegen bederf (door bacteriën) te beschermen, zelf wel onmiddellijk door bacteriën wordt afgebroken zodra het in de berm of in zee belandt. Dat kan maanden of zelfs jaren duren, en gedurende die tijd zal die fles even zichtbaar en schadelijk zijn als niet-afbreekbaar plastic. Je zou hooguit kunnen zeggen dat een fles die in twee jaar verdwijnt iets minder erg is dan een PET-fles die daar meer dan honderd jaar over doet.

We moeten vooral nuchter blijven kijken waar de milieuwinst zit bij het gebruik van bioafbreekbare plastics. Soms kan je beter recyclen, soms composteren of verbranden met energiewinning. En ik verwacht dat de meeste milieuwinst wordt behaald als deze (al dan niet) bioafbreekbare plastics van hernieuwbare (dus biobased) grondstoffen gemaakt worden in plaats van aardolie.”

“Wanneer de natuur verbindingen kan maken, zijn er ook enzymen die het weer kunnen afbreken. Het bioplastic polymelkzuur (PLA) maken we uit hernieuwbare suikers die bacteriën eerst hebben omgezet tot melkzuur, het monomeer. Maar PLA is een plastic dat de natuur niet zelf maakt, en dus ook niet makkelijk afbreekt. Boven een temperatuur van 55 °C worden de polymeerketens pas beter toegankelijk voor water en micro-organismen doordat de kluwen van lange polymeerketens meer bewegingsvrijheid krijgt en de enzymen van de micro-organismen erbij kunnen om deze ketens in stukjes te knippen. Bij lagere temperatuur zitten de ketens zo dicht op elkaar gepakt dat er geen water tussen kan komen en dus ook geen enzymen. Bioafbreekbaarheid draait in eerste plaats om toegankelijkheid.

Polymeren die esters en ethers bevatten, ofwel een zuurstofatoom tussen twee koolstofatomen (C-O-C binding), zijn in het algemeen goed biologisch afbreekbaar. Bijvoorbeeld het bioplastic polyhydroxyalkanoaat (PHA), een polyester gemaakt door bacteriën, blijkt zelfs in zee nog redelijk goed af te breken. Aromatische esters zijn daarentegen lastig te behappen. Wanneer het zuurstofatoom via een dubbele binding aan één koolstofatoom van een koolstofring vastzit (een aromatische ester) is het een factor tienduizend minder makkelijk af te breken dan een ester met eenvoudige rechte koolstofketens. Dat is het verschil tussen 1 jaar of 10.000 jaar!

Ik kijk liever naar de mogelijkheden voor chemische recycling dan bioafbreekbaarheid. In dat geval breng je het polymeer in de afvalfase weer terug naar het monomeer met behoud van chemische identiteit in plaats van het volledig af te breken tot water en CO₂. Dat gebeurt nog veel te weinig en mag de komende jaren nog veel meer aandacht krijgen.”