Muovin hajoaminen vesistöissä

Merien ja jokien muovijätteet ovat maailmanlaajuinen ongelma, etenkin niiden hitaan hajoamisen ja siitä mahdollisesti syntyvän mikromuovin vuoksi. Mutta kuinka nopeasti eri muovit hajoavat vedessä? Mitä hajoamistuotteita syntyy? Mitkä ympäristötekijät vaikuttavat hajoamiseen? Leibniz-yliopiston Hannoverin koneenrakennusalan kampuksella Garbsenissa on parhaillaan rakenteilla IKK:n (Instituts für Kunststoff- und Kreislauftechnik) johdolla ainutlaatuinen infrastruktuuri, jonka tavoitteena on vastata juuri näihin kysymyksiin. Projektin nimi SkalAb lyhenne tarkoittaa ”monitasoista analyysiä polymeerimateriaalien hajoamismekanismeista vesiympäristössä”. Euroopan aluekehitysrahasto (EAKR) tukee laboratorion perustamista ja sen teknistä varustusta yli kahdella miljoonalla eurolla osana unionin toimia Covid-19-pandemian torjumiseksi.

Muovin hajoaminen meressä ja jokissa

Muovin lopullinen hajoaminen meressä ja jokissa voi kestää useita satoja vuosia. ”Emme tiedä tarkalleen, mitä eri muoville tapahtuu yksityiskohtaisesti”, selittää projektipäällikkö tohtori Florian Bittner IKK:sta. Muovin hajoamisaika ei riipu pelkästään sen koostumuksesta, vaan lukuisista muista tekijöistä, kuten valosta, lämpötilasta tai virtauksesta, sekä niiden keskinäisestä vuorovaikutuksesta. 

Muovin hajoamiskäyttäytymisen analyysi vesistöissä

Tästä syystä tutkijat aikovat mallintaa tutkimushankkeissa tarkasteltavia skenaarioita eri mittakaavoissa, niin sanotuissa mikro- ja mesokosmeissa. Nämä heijastavat sitten vesiekosysteemien luonnollisia ympäristöolosuhteita.  Tutkimusryhmä haluaa näin ollen tutkia eri materiaalien hajoamiskäyttäytymistä ja vallitsevia hajoamismekanismeja suhteessa kuhunkin ympäristöön, kuten suolapitoisuuteen, hapen saatavuuteen, aaltoiluun tai lämpötilaan. Hajoamisprosesseja analysoidaan yksityiskohtaisesti kemiallisella ja morfologisella tasolla. Lisäksi hajoamistuotteet on tarkoitus kartoittaa vesipitoisessa järjestelmässä. 

Kehittää räätälöityjä polymeerimateriaaleja

Analyysimenetelmien avulla luodaan ensimmäistä kertaa perusta kattavalle ja järjestelmälliselle tutkimukselle, joka koskee hajoamiskinetiikan ja materiaali- sekä ympäristöparametrien välisiä yhteyksiä sekä hajoamismekanismeja ja mahdollisesti syntyviä hajoamistuotteita IKK:n nykyisten ja tulevien tutkimushankkeiden puitteissa. Tuloksia käytetään muun muassa sellaisten mukautettujen tai uudenlaisten polymeerimateriaalien kehittämiseen, joilla on paremmat hajoamisominaisuudet ja jotka siten vähentävät ympäristökuormitusta.

(Julkaistu: 11. maaliskuuta 2022)