Nedbrytning?

«Plast brytes ikke ned i naturen, det brytes opp til mikroplast!» hører vi ofte. Jeg har selv skrevet det. Det er svært beskrivende, men ikke helt korrekt. Plast brytes ned, men foreløpig ikke innenfor en tidsramme som på noen måte kan forsvare vår skjødesløse produksjon og håndtering av plastsøppel.

Jeg har en hund som heter Birk. Da vi bodde på Nesodden, hendte det at vi gikk ned til vannet for å boltre oss litt på en lokal strand. En gang vi holdt på med den klassiske leken «vente på at frisbee blir kastet – bjeffe – løpe – hente frisbee – ikke gi fra seg frisbee – ok, da, jeg gir den fra meg fordi jeg skjønner at leken snart er over om jeg ikke gjør det – gjenta til matmor ikke gidder mer ...», ble den høyt verdsatte plastleken borte. Med plastleken mellom tennene ble Birk plutselig distrahert av noe som beveget seg, og etter intens vimsing og snusing mellom sand, steiner, tang og busker og gress var frisbeen borte. Jeg har tenkt på den frisbeen fra tid til annen mens jeg har ryddet strender både her og der, og lurt på hva som egentlig skjedde med den.

La oss si at Birks frisbee havnet mellom noen steiner ved utkanten av stranden. La oss for øyeblikket anta at den ble liggende der i steinrøysa, som stadig utsettes for bølgeslag, og hvor sola varmer godt de dagene den skinner. Og videre, at den får ligge der så lenge den eksisterer. Hvor lang tid vil det ta før den er borte – jeg mener virkelig borte? Birks frisbee vil utsettes for en rekke påkjenninger som bidrar til å bryte den ned: Den vil utsettes for UV-stråler fra sola. Når dette lyset absorberes av materialet (ikke nødvendigvis av plasten i seg selv, men av fargestoffene – pigmentene som plasten er tilsatt), skaper energien som tilføres en slags kjedereaksjon i materialet. Molekylene som absorberer lyset, endrer form og blir litt mer ustabile. Ofte reagerer slike ustabile molekyler med oksygen fra lufta eller med vann, og reaksjonen fører til at molekylet ødelegges. Noen ganger er de ulike fragmentene av molekylet i seg selv forbindelser som lett reagerer med stoffer rundt seg, og som igjen bidrar til en akselerering av prosessen med å bryte de kjemiske bindingene i materialet. Over tid vil dermed påvirkningen fra solstråler, luft og vann føre til at Birks frisbee falmer, blir sprøere, skjørere, og lettere går i stykker. Etter hvert som denne prosessen går sin gang, vil plasten være mye mer sårbar for en annen type påvirkning, en påvirkning vi kaller mekanisk stress. Det kan for eksempel være påkjenning fra bølger som treffer frisbeen og slenger den frem og tilbake mellom steinene. Etter hvert som sollys, oksygen og vann får bearbeidet materialet, blir den mekaniske påkjenningen fra vind og bølger mer og mer ødeleggende. Til slutt er frisbeen ikke til å kjenne igjen. Innimellom steiner og sand ligger den spredt i mange små biter av falmet, hard og sprø plast og vil aldri kunne brukes igjen. Bare i løpet av de første dagene og ukene som frisbeen ligger der, lenge før lys, oksygen, vann og bølger for alvor har begynt å bearbeide den, begynner bakterier, miroalger, mikroskopisk sopp og andre mikrober å slå seg ned på den harde plasten.

Plast inneholder «byggeklosser», karbon, som er viktige for alle organismer. Men akkurat disse byggeklossene sitter fast i så store molekyler som er pakket så hardt sammen at de i liten grad er tilgjengelige for organismene. Men når energien fra sollyset etter hvert får brutt opp noen av bindingene, og molekylene blir kortere, kan opptaket og bearbeidingen i celler begynne. Etter hvert som frisbeen brytes i stadig mindre biter, blir det lettere og lettere for organismene å komme til, siden brudd også fører til at mer overflate eksponeres. Til slutt er frisbeen borte, inkorporert i flere hundre, eller tusen, eller millioner generasjoner av mikrobers levende masse. Men dette tar som sagt veldig lang tid. I vårt tankeeksperiment er det nå gått nærmere 1 000 år. Hvis vi snur denne tidsaksen om nullpunktet, det vil si det tidspunktet der Birk og jeg mistet frisebeen, og lar aksen strekke seg 1 000 år tilbake i tid, ender vi på årstallet 1015. Dette var perioden rett før slaget på Stiklestad (i år 1030), altså perioden der Olav Haraldsson («Olav den hellige») ble konge og fartet rundt for å samle og kristne Norge. Men fullstendig nedbrytning av frisbeen kan også kreve mer enn tusen år. Den langsomme nedbrytingsprosessen avhenger av så mange ulike faktorer at vi umulig kan vite hvor lang tid det egentlig vil ta i naturen. Ytre påvirkningsfaktorer som soleksponering, fysisk stress, oksygentilgang, biologisk aktivitet, temperatur og surhetsgrad i miljøet er viktige. Også ulike tilsetningsstoffer i plasten kan ha innvirkning på nedbrytningstiden Det var litt dumt at vi ikke fant igjen den frisbeen, Birk.

Som de fleste andre ting brytes altså plastgjenstander ned til sine aller minste byggeklosser av helt enkle kjemiske forbindelser. Flere eksperimenter tyder på at enkelte mikroorganismer har egenskaper som kan få fortgang i denne prosessen. Ifølge studier utført i 90-årene kan bakterieslektene Streptomyces (mest kjent som produsenter av antibiotika) og Amycolatopsis (som brukes til å bekjempe resistente infeksjoner) kanskje øke ned- brytningsratene for visse polymertyper. Eksperimenter der nedbrytning av plastfilm ble undersøkt i jord med og uten hvitråtesoppen Phanerochaete chrysosporium, har dessuten vist at også denne organismen kan ha slike egenskaper. Og en bakterie som ble oppdaget utenfor et resirkuleringsanlegg i Japan (Ideonella sakaiensis) i 2016, bruker faktisk plast som sin hovedkilde til karbon og energi – til å leve og vokse. Bakterien produserer et enzym som kan bryte ned polyetylentereftalat (PET), et termoplastprodukt som er mye brukt i for eksempel plastflasker og fleece. Nedbrytningen starter med at bakterien skiller ut det nevnte enzymet som splitter enkelte kjemiske bindinger i PET. Plasten brytes dermed gradvis opp i mindre molekyler, små nok til at bakterien kan absorbere dem og nyttiggjøre seg karbonet. Enzymet kalles PETase på grunn av de PET-nedbrytende egenskapene, men det er vist også å kunne bryte ned en bioplast-nykommer (PEF) som tilhører samme gruppe plast (og som er mye brukt som erstatning for PET). Jeg synes det morsomste eksempelet på biologisk utnytting av plast er fra larver som egentlig lever av bivoks. Larvene av møllen stor bivoksmott (Galleria mellonella) (og kanskje også liten bivoksmott [Achroia grisella], ifølge en argentinsk studie) kan bidra i nedbrytning av polyetylen, materialer som hovedsakelig er brukt i innpakning (mye i engangsemballasje og plastposer). Nå er det fortsatt litt uklart om det er larven i seg selv eller mikrobiell aktivitet (for eksempel fra sopp eller bakterier) inni den som gjør dette mulig, men uansett finnes det et helt åpenbart potensial her. Kanskje kan vi oppdage noe som hjelper oss å forbedre utnytting av plastavfall.