Afbraak van kunststoffen in wateren

Plastic afval in zeeën en rivieren vormt een wereldwijd probleem, niet in de laatste plaats vanwege de trage afbraak en de microplastics die daarbij kunnen ontstaan. Maar hoe snel breken de verschillende kunststoffen in het water eigenlijk af? Welke afbraakproducten ontstaan daarbij? Welke omgevingsparameters beïnvloeden het afbraakgedrag? Op het terrein van de Campus Maschinenbau van de Leibniz Universiteit Hannover in Garbsen ontstaat momenteel onder leiding van het IKK – Instituut voor Kunststof- en Kringlooptechniek – een unieke infrastructuur die tot doel heeft precies deze vragen te beantwoorden. De projectnaam SkalAb staat daarbij voor „Multischaalanalyse van aquatische afbraakmechanismen van polymeermaterialen“. Het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling (EFRO) ondersteunt de opbouw van het laboratorium en de technische uitrusting met meer dan twee miljoen euro, als onderdeel van de reactie van de Unie op de Covid-19-pandemie.

Afbraak van plastic in de zee en in rivieren

Het kan honderden jaren duren voordat plastic in zee en in rivieren volledig is afgebroken. „We weten niet precies wat er in detail met de verschillende soorten plastic gebeurt”, legt projectleider dr. Florian Bittner van het IKK uit. De duur van de afbraak van plastic hangt niet alleen af van de samenstelling ervan, maar ook van tal van andere factoren, zoals licht, temperatuur of stroming, en de wisselwerking daartussen. 

Analyse van het afbraakgedrag van kunststof in wateren

Om die reden willen de wetenschappers de scenario’s die in onderzoeksprojecten moeten worden bestudeerd, op verschillende schaalniveaus nabootsen, in zogenaamde micro- en mesocosmen. Deze weerspiegelen dan de natuurlijke omgevingsomstandigheden van aquatische ecosystemen.  Zo wil het onderzoeksteam het afbraakgedrag en de heersende afbraakmechanismen van verschillende materialen onderzoeken, afhankelijk van de betreffende omgeving, zoals zoutgehalte, beschikbaarheid van zuurstof, golfbeweging of temperatuur. De afbraakprocessen worden op chemisch en morfologisch niveau gedetailleerd geanalyseerd. Daarnaast moeten de afbraakproducten in het waterige systeem worden geregistreerd. 

Aangepaste polymeermaterialen ontwikkelen

Met behulp van deze analysemethoden wordt voor het eerst de basis gelegd voor een uitgebreid en systematisch onderzoek naar de verbanden tussen de afbraakkinetiek en de materiaal- en omgevingsparameters, alsook naar de afbraakmechanismen en de mogelijk ontstane afbraakproducten, in het kader van huidige en toekomstige onderzoeksprojecten van het IKK. De resultaten dienen onder andere om aangepaste of nieuwe polymeermaterialen te ontwikkelen die betere afbraakeigenschappen vertonen en zo het milieu ontlasten.

(Gepubliceerd: 11 maart 2022)