Innføringen av syntetiske fibre laget av bl.a polyamid (PA6 eller nylon) på slutten av 1950-tallet, var en teknologisk forbedring som økte fiskekapasiteten og fiskerienes økonomiske levedyktighet over hele verden. Garn produsert av syntetiske materialer er holdbare og har høy strekkfasthet. Dessverre går de tapt, blir forlatt eller dumpet i mange viktige fiskeområder. Konsekvensene av dette inkluderer spøkelsesfiske, endringer i bunndyrmiljøet, plastforurensning, navigasjonsfare, strandsøppel, innføring av syntetisk materiale i den marine næringskjeden, og en rekke kostnader knyttet til opprydding og påvirkning på næringsutøvelsen. Problemene økte betydelig med introduksjonen av syntetiske fibre og påfølgende økning i fiskeaktivitet. Som en erstatning for tradisjonelle nylon (PA) garn har biologisk nedbrytbare garn som kan nedbrytes fullstendig av mikroorganismer som finnes naturlig i sjøvann, blitt diskutert og undersøkt i økende grad de siste årene. Fangsteffektiviteten til disse redskapene laget av biologisk nedbrytbare polymerer er i noen tilfeller tilsvarende som for redskaper laget av polyamid (PA), polyetylen (PE) og polypropylen (PP).
Innledende studier har vist at biologisk nedbrytbare garn har samme mekaniske egenskaper under fiske, men at de kan brytes helt ned i sjøvann når de blir liggende i det marine miljøet (se figur nedenfor). Imidlertid er det fortsatt et stort forskningsbehov for å forbedre de mekaniske egenskapene, fangsteffektiviteten og den biologiske nedbrytbarheten til disse garnene og annet utstyr som er interessant for fremtidige formål.
Naturlige bakteriestammer bryter ned PBS monofilamenter (polybutulene succinate, nedbrytbar plast) til H2O (vann) og CO2 gjennom en anaerob fordøyelsesprosess (kilde: S-ENPOL)
Hvordan foregår nedbrytningen?
Miljøfaktorer som eksponering for UV-stråling, oksygen, varme, vind, bølger, sjøvann og bakterier påvirker nedbrytningen av syntetiske materialer i miljøet. Denne nedbrytningsprosessen fører til betydelige endringer i polymerens kjemiske, fysiske og mekaniske egenskaper. Virkningen av disse faktorene fører til sprekker, overflateerosjon og slitasje av materialet, noe som igjen fører til oppløsning i makro-, mikro- og nanostørrelser. Biologisk nedbrytning, som en del av denne nedbrytningsprosessen, er basert på kjemiske og biologiske prosesser forårsaket av interaksjonen mellom overflaten av polymeren og enzymer utskilt av mikroorganismer, som bakterier og sopp. I denne prosessen reduseres vekten av polymermolekylene ved at polymerkjedene forkortes, og ved at det spaltes av molekylære fragmenter som deretter kan fordøyes av mikroorganismene. Nedbrytningshastigheten avhenger sterkt av miljøforholdene, som temperatur og antall egnede mikroorganismer (se figur nedenfor). Det marine miljøet har en av de vanskeligste forholdene for biologisk nedbrytning, da det generelt er lave temperaturer og et lite antall egnede mikroorganismer.
(Source: Stephan Kubowicz, SINTEF Industry)