In het licht van de plastic afvalcrisis die onze planeet teistert, zou een nieuwe oplossing kunnen liggen in een soort worm die plastic biologisch kan afbreken. Kunnen waswormen op voldoende grote schaal worden ingezet om een significante impact te hebben?
–
Polyethyleen (PE) is een soort plastic dat is afgeleid van aardolie. Het is het meest gebruikte plastic en kent een grote verscheidenheid aan toepassingen, waaronder boodschappentassen, kinderspeelgoed en voedselverpakkingen. PE voorziet in ongeveer 40% van de totale vraag naar plastic verpakkingen in producten en het effect ervan op het milieu is aanzienlijk, aangezien het niet biologisch afbreekbaar is. Het wordt verwijderd door verbranding, chemische afbraak en stortplaatsen, die allemaal het milieu verder aantasten.
De wereldwijde PE-markt bedroeg 103,49 miljard dollar in 2018 en zal naar verwachting 143,30 miljard dollar bereiken tegen 2026, wat een exponentiële stijging van de vraag naar de stof illustreert, ondanks de groeiende drang naar een groene economie.
Een nieuwe oplossing om deze crisis te verlichten zou in waswormen kunnen liggen. Bij een toevallige ontdekking ontdekte wetenschapper Frederica Bertocchini dat deze wormen gaatjes maken in een plastic zak. Om haar vondst verder uit te werken, werkte zij samen met wetenschappers van de Universiteit van Cambridge en bevestigde zij door middel van verschillende experimenten dat de wormen in staat zijn de chemische bindingen van PE af te breken.
Het duurt honderden jaren om PE af te breken, afhankelijk van de vorm en het gebruik ervan. Zo kan het 10 tot 20 jaar duren voordat een plastic zak is afgebroken, terwijl plastic flessen er 450 jaar over doen. Zelfs met chemische afbraak duurt het enkele maanden voordat het is afgebroken. In een studie ontdekten wetenschappers dat 100 waswormen in staat waren om 92 milligram PE in 12 uur biologisch af te breken, of ongeveer 2,2 gaatjes per uur per worm.
Hoe eten waswormen plastic?
Het antwoord ligt in de fysiologie van de worm. Wasmotten leggen hun eieren in bijenkorven, zodat de waswormen zich met bijenwas kunnen voeden. Zowel PE als bijenwas zijn polymeren die uit gelijkaardige chemische bindingen bestaan. Men denkt dat het vermogen van de wormen om bijenwas af te breken vergelijkbaar is met hun vermogen om plastic af te breken.
Het is echter nog onduidelijk of dit vermogen afkomstig is van enzymen die op de huid van de wasworm worden aangetroffen of van microben die in zijn darmen worden aangetroffen. Om mechanische degradatie door kauwen en knabbelen op het plastic uit te sluiten, maakten de wetenschappers een mengsel van geplette waswormen en spreidden dat twee uur lang uit op een dun vel PE-plastic. De resultaten toonden aan dat het mengsel van dode wormen inderdaad PE afbrak met een nog hogere snelheid dan levende wormen.
In een recente studie van de Pondicherry-universiteit in India vonden onderzoekers soortgelijke resultaten bij een kleinere soort wasworm, met een biologische afbraaksnelheid van 2,01 gaatjes per uur in PE-folie. Een belangrijk element in deze studie vergeleek de overlevingspercentages tussen waswormen die zich alleen met PE voedden en wormen die een traditioneel waswormdieet kregen. Wormen die op een waskamdieet zaten, hadden een overlevingspercentage van 92%, terwijl waswormen op een PE-dieet 80% overlevingspercentage hadden. PE op zichzelf bevat niet genoeg voeding voor de wormen en de wormen die overleefden namen hun toevlucht tot het eten van de dode wormen voor voeding.
Dit roept de vraag op naar de ethiek en zou een conflict kunnen veroorzaken met dierenrechtengroeperingen als dit concept voor plastic afvalbeheer op grote schaal zou worden uitgevoerd. Toevoeging van voedingsstoffen aan de PE-mengsels zou dit probleem kunnen oplossen, maar kan meer middelen vergen.
Afgezien hiervan zou het uitzetten van waswormen in de natuur ernstige gevolgen kunnen hebben voor de bijenpopulaties. Waswormen worden door de meeste imkers als ongedierte beschouwd, omdat ze snel honingraten kunnen vernielen en doorbijten.
Maar in het licht van deze ethische en milieubezwaren zou het idee misschien niet moeten zijn om miljoenen waswormen op boerderijen te produceren, maar eerder om het enzym of de bacteriën die verantwoordelijk zijn voor de afbraak van PE te isoleren en te extraheren en een industriële enzymoplossing te maken voor grootschalig gebruik.
Het financiële aspect van het maken van industriële enzymen staat bekend als vrij duur en kan een belemmering vormen voor de wereldmarkt. De extractie, zuivering en insluiting van enzymen zijn complex en vereisen specifieke apparatuur. Dit is een soortgelijke barrière die commercieel succes voor bio-ethanol als schoner alternatief voor niet-hernieuwbare brandstoffen in de weg staat, vanwege de hoge commerciële kosten van cellulase-enzymen. Maar als deze oplossing voor het PE-afvalprobleem levensvatbaar blijkt, kunnen deze hoge kosten misschien worden gesubsidieerd door regeringen en andere milieubewuste partijen.
Waswormen zijn niet de enige wormen die specifieke soorten plastic biologisch kunnen afbreken; van meelwormen is ook bekend dat ze piepschuim kunnen afbreken. De oplossing voor de plastic afvalcrisis zal de samenwerking van vele industrieën vereisen, waarvan het gebruik van de wasworm er één zou kunnen zijn. Over het algemeen is het potentieel voor biochemische oplossingen veelbelovend en moet het verder worden onderzocht.
