Polietylenowe (PE) agrowłókniny są stosowane do walki z chwastami, zwiększania temperatury gleby i utrzymywania wilgoci, co przyczynia się do zwiększenia plonów. Po zbiorach usunięcie włókniny często jest niemożliwe, szczególnie kiedy jest cienka. Resztki akumulują się w glebie, bo PE jest nierozkładalny. Przez to spada żyzność ziemi, zaburzony jest transport wody, a w efekcie zmniejszają się plony.

Naukowcy z Politechniki Federalnej w Zurychu i Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology (Eawag) wykazali, że mikroorganizmy glebowe rozkładają resztki włóknin, w skład których wchodzi inny polimer - poli[adypinian 1,4-butylenu-co-tereftalan 1,4-butylenu] (PBAT).

W projekcie koordynowanym przez Michaela Sandera, Kristophera McNeilla i Hansa-Petera Kohlera udało się wykazać, że mikroorganizmy glebowe w wyniku procesów metabolicznych utylizują węgiel w polimerze PBAT, wykorzystując go zarówno do produkcji energii, jak i budowania biomasy.

„To badanie bezpośrednio wskazuje, po raz pierwszy, że mikroorganizmy glebowe mineralizują PBAT w ziemi i zamieniają węgiel z polimeru w swoją biomasę” - powiedział Michael Sander z politechniki w Zurychu.

PBAT, tak ja PE, jest polimerem powstającym na bazie ropy naftowej, używanym do produkcji różnych przedmiotów, m.in. agrowłóknin. PBAT jest już klasyfikowany jako ulegający biodegradacji w kompostowaniu, ale badaczom zależało na wykazaniu, że rozkłada się on też w glebach uprawnych. PE nie rozkłada się ani w procesie kompostowania, ani w glebie.

Szwajcarscy naukowcy udowodnili, że tworzywo sztuczne może być efektywnie biodegradowane w glebie. Nie wszystkie materiały określane jako "ulegające biodegradacji" w przeszłości spełniały konieczne kryteria. "Z definicji biodegradacja oznacza, że mikroby wykorzystują węgiel z łańcuchów polimerowych do produkcji energii i tworzenia biomasy – tak jak zademonstrowaliśmy w przypadku PBAT" - podkreślił Hans-Peter Kohler. Dodał, że wiele materiałów z tworzyw sztucznych po prostu rozpada się na małe fragmenty, które pozostają w środowisku jako mikroplastik.

Na tym etapie naukowcy nie są w stanie ustalić z całą pewnością, w jakim czasie polimer jest w stanie się rozłożyć w naturalnym środowisku, gdyż prowadzili swoje eksperymenty w laboratorium. Potrzebne są dłuższe badania w różnych warunkach.

"Niestety, na razie nie ma powodów do zadowolenia: jesteśmy wciąż dalecy od rozwiązania światowego problemu zanieczyszczenia tworzywami sztucznymi – powiedział Sander. - Jednak zrobiliśmy pierwszy krok w stronę rozkładania tworzyw sztucznych w glebie". Jak podkreślił, nie wiadomo, czy wyniki da się przełożyć na inne ekosystemy, np. wodne, gdzie biodegradacja polimerów może być wolniejsza.