Suomen ympäristökeskus SYKE on selvittänyt biohajoavien ja biopohjaisten materiaalien todellista hajoamista Itämeren meriympäristössä. Asiaa tutkittiin vuoden kestäneillä merikokeilla. Osa materiaaleista hajosi miltei kokonaan jo puolessa vuodessa, osa taas ei vuodessa juuri lainkaan.

Biopohjaisia ja biohajoavia muovimateriaaleja tarjotaan yhä enemmän pakkaus-, kertakäyttö- ja kuluttajatuotteisiin. Tiedetään, että tavalliset muovit voivat kestää luonnossa jopa vuosisatoja ja hajota yhä pienemmiksi mikromuoveiksi. Meriympäristössä muovit voivat kulkeutua pitkiä matkoja, kertyä virtausten mukana rannoille ja valtamerten keskipyörteisiin ja aiheuttaa haittaa merieliöstölle ja meriympäristölle. Kun biohajoavat muovit yleistyvät, myös niiden riski päätyä meriroskaksi kasvaa.

Biomuovien kirjo on laaja. Biohajoavia muoveja valmistetaan niin biopohjaisista kuin fossiilisistakin raaka-aineista. Biopohjaisista raaka-aineista valmistetaan myös tavanomaisia muoveja, esimerkiksi bio-polyeteeniä, jotka eivät ole biohajoavia. Kuluttajan on vaikea hahmottaa, miten erilaiset materiaalit käyttäytyvät ympäristöön joutuessaan.

Siitä, miten yleisessä käytössä olevat biohajoavat muovimateriaalit hajoavat meriympäristössä, on vasta vähän tutkimustietoa, eikä hajoamiselle ole kattavia standardeja, joilla materiaalien käyttäytyminen ympäristössä voitaisiin todentaa. Biopohjaisten ja biohajoavien tuotteiden tarjonta ja käyttö lisääntyy. Tieto materiaalien ominaisuuksista on tärkeää niiden käyttökohteita valittaessa, ja asia kiinnostaa myös kuluttajia.

Jos materiaali on biohajoava, luonnossa esiintyvät mikrobit hajottavat sen hiilidioksidiksi ja vedeksi. Tämä prosessi on usein todennettu vain teollisessa kompostoinnissa.

– Teollisessa kompostoinnissa olosuhteet, esimerkiksi lämpötila, happipitoisuus ja hajottajayhteisöt, ovat hajotustoiminnan kannalta parhaat mahdolliset. Luonnonympäristössä, esimerkiksi meressä, olosuhteet eivät ole yhtä ihanteelliset ja hajoaminen on siksi hitaampaa kuin teollisessa kompostoinnissa, sanoo erikoistutkija Hermanni Kaartokallio SYKEstä.

Kaartokallio on tutkimusryhmineen selvittänyt yleisessä käytössä olevien biopohjaisten ja biohajoavien kalvomateriaalien sekä joidenkin kokeellisten materiaalien todellista hajoamista Itämeren meriympäristössä. Materiaalien hajoamista tutkittiin vuoden kestäneillä merikokeilla ja laboratoriokokeilla. SYKEn yhteistyökumppaneina oli kolme kotimaista alan yritystä: Sulapac Oy, Walki Plastiroll Oy ja Paptic Oy. Ympäristöministeriö on rahoittanut tutkimusta 200 000 eurolla. Hanke toteuttaa osaltaan Suomen merenhoidon toimenpideohjelmaa.

Tutkittavina referenssimateriaaleina oli kolme yleisesti käytettyä biopohjaista biohajoavaa kalvomateriaalia: polylaktidi (PLA), polyhydroksyalkanoaatti (PHA) ja selluloosa-asetaatti eli sellofaani. Lisäksi tutkittiin polyeteenikalvon, Walki Plastiroll Oy:n valmistaman Bioska-kalvon sekä Papticin ja Sulapacin kokeellisten materiaalien biohajoavuutta. Testatut kokeelliset materiaalit olivat kuitu-biopolymeerimateriaaleja ja puu-biopolymeerikomposiitteja, joiden tarkat reseptit ovat vain yritysten tiedossa.

Materiaalinäytteitä pidettiin meressä Suomen lounaisrannikolla kuuden ja 12 kuukauden ajan. Osa materiaaleista hävisi puolessa vuodessa lähes kokonaan.

– Nopeimmin hajosivat PHA, Bioska-kalvo ja eräät Papticin kokeelliset materiaalit. Niistä ei ollut puolen vuoden jälkeen jäljellä mitään. Biohajoava selluloosa-asetaattikalvo hajosi vuoden aikana valtaosaltaan, mutta PLA ei juuri lainkaan. Polyeteenikalvot olivat vuoden meressä oltuaan kuin uusia, Kaartokallio kertoo.

Hajottajamikrobit pääsevät materiaalin kimppuun kappaleen pinnalta. Biohajoamiseen vaikuttaa kappaleen muoto, materiaalin paksuus ja sen pilkkoutuminen pienemmiksi paloiksi hajoamisen aikana. Ohut kalvo hajoaa nopeammin kuin paksu, ja materiaalin pilkkoutuminen ja veden pääseminen materiaalin sisään nopeuttavat hajoamista.

Materiaalien hajoaminen hiilidioksidiksi ja vedeksi asti varmennettiin kuukauden mittaisissa laboratoriokokeissa. Niihin otettiin kultakin yhteistyöyritykseltä kaksi materiaalia. Referenssimateriaalit, Bioska-materiaalit, Papticin kokeelliset materiaalit ja yksi Sulapacin kokeellinen materiaali olivat mukana niin meri- kuin laboratoriokokeissakin. Laboratoriokokeissa materiaaleja tutkittiin hienoksi jauhettuina. Tulokset olivat yhteneviä merikokeiden kanssa: meressä nopeasti hajoavat materiaalit ja materiaalityypit hajosivat nopeasti myös laboratoriossa ja hitaasti hajoavat eivät hajonneet myöskään laboratoriossa. Poikkeuksena oli ainoastaan laboratoriokokeessa tutkittu, toinen Sulapacin kokeellisista materiaaleista, joka hajosi laboratoriossa voimakkaasti. Meressä olleet Sulapacin materiaalit, jotka olivat levymäisiä ja kymmeniä kertoja muita tutkittuja materiaaleja paksumpia, hajosivat melko hitaasti ja niiden painonmenetys oli nopeimmillaan seitsemän prosenttia vuodessa.

Hankkeessa tutkittiin vain muutamia materiaaleja ja niitäkin vain yhdessä ympäristössä, vapaassa vedessä. Muoviroskaa päätyy myös merenpohjan sedimenttiin ja rannoille.

– Tuloksemme kertovat, että kaikki biopohjaiset biohajoavat muovit eivät hajoa meriympäristössä nopeasti. Siksi biohajoavaakaan tuotetta tai pakkausta ei ole syytä jättää luontoon, vaan ne tulee kierrättää siinä missä tavanomaisetkin muovit, Kaartokallio sanoo.

Jotkut biohajoavat muovit hajoavat meriympäristössä ilmeisen nopeasti, ja niiden vaikutus ympäristöön on tavanomaisiin muoveihin verrattuna lyhytaikainen. SYKEn tutkimuksessa nopeasti hajoaviksi todetut materiaalit perustuvat kasvien tai bakteerien luontaisesti tuottamiin polymeereihin.

EU:n kertakäyttömuovidirektiivi tulee kieltämään kokonaisia tuoteluokkia, kuten muoviset kertakäyttöaterimet, lautaset, pillit ja EPS-muovista eli styroxista valmistetut mukit ja annosateriapakkaukset, heinäkuusta 2021 lukien.

Direktiivi pyrkii tuntuvasti vähentämään joidenkin tuotteiden, kuten muovisten kertakäyttömukien ja annosateriapakkausten, käyttöä. Kiellettäviä tuotteita korvaavia tuotteita saa direktiivin mukaan valmistaa vain luonnossa esiintyvistä muokkaamattomista polymeereistä (esim. selluloosa, kitiini), ja komissio valmistelee asiasta parhaillaan ohjeistusta. SYKEn tutkimustulosten perusteella luontaisten polymeerien käyttö näyttää perustellulta.

Aamuset-kaupunkimedia (AKM)