Degradation of bioplastic in anaerobic conditions

Muovien hajoamattomuus on synnyttänyt ympäristöongelman, jota yritetään ratkaista biohajoavien muovien avulla. Samalla mädätys kerää suosiota orgaanisen jätteen käsittelymenetelmänä biokaasupotentiaalin ja maanparannusaineeksi soveltuvan mädätysjäännöksen ansiosta. Muovien on kuitenkin havaittu haittaavan mädätyslaitosten toimintaa Muovien biohajoamistutkimukset ovat myös painottuneet aerobisiin oloihin, kuten kompostointiin ja maaperäkokeisiin. Tämä tutkimus pyrkii tarkastelemaan muovin määrää biojätteessä ja termoplastisesta tärkkelyksestä valmistetun biomuovin hajoamista anaerobisissa oloissa. Tutkimus tehtiin mesofiilisena märkämädätyskokeena. Tässä tutkimuksessa tarkastelulla biomuovilla on EN13432-sertifikaatti, joka osoittaa tuotteen hajoavan teollisessa kompostoinnissa. Tutkimukseen kuului kaksi aikajännettä; 30 ja 90 vuorokautta. Tutkimusmateriaalit olivat termoplastinen tärkkelys, LLDPE ja paperi, joista LLDPE:tä käytettiin negatiivisena kontrollina, eli materiaalina, jonka ei odotettu hajoavan ja paperi taas oli positiivinen kontrolli. Materiaalien hajoamista tarkasteltiin visuaalisten havaintojen, massahäviön ja tuotetun biokaasun avulla. Termoplastinen tärkkelys menetti keskimäärin 14,9 ± 0.3 % massastaan 30 vuorokaudessa ja 21 ± 1 % 90 vuorokaudessa. Biokaasun tuottoon perustuvat mineralisaatioasteet ovat erittäin epävarmoja, koska materiaalien hiilipitoisuudesta ei ollut varmaa tietoa ja reaktorit kärsivät osin merkittävästä happi-inhibitiosta. Vähäinen biohajoaminen on mahdollista, sillä suurin saavutettu mineralisaatioaste termoplastiselle tärkkelykselle oli 14 % 30:ssä vuorokaudessa, mutta lukeman todettiin olevan virhemarginaalissa. Pidemmän aikajakson hyödyistä suurempana mineralisaatioasteena ei saatu todisteita, vaikka termoplastinen tärkkelys menettikin 6 prosenttiyksikköä enemmän massaa 90 vuorokaudessa 30 vuorokauden kokeeseen verrattuna, mikä oli tilastollisesti merkitsevä ero. Biokaasun tuotanto hidastui 30:n vuorokauden jälkeen, joten suuremman massahäviön 90 vuorokauden kokeessa ajateltiin johtuvan suurelta osin ympäristötekijöistä. Tässä työssä tarkastellun termoplastisen tärkkelyksen ei todettu hajoavan merkittävästi anaerobisisssa olosuhteissa EN13432 sertifikaatista huolimatta, mikä osoittaa etteivät aerobisissa olosuhteissa hajoavat muovit hajoa mädätyksessä.