Biodegradation of PVC microplastics outside the laboratory environment

Loading...
Thumbnail Image

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Abstract

Polyvinyl chloride (PVC) is a major global plastic and the dominant anthropogenic sink for chlorine, yet its environmental fate as microplastic and the potential formation of chlorinated degradation products remain poorly understood. This thesis synthesizes current knowledge on PVC microplastic biodegradation, with a particular focus on the identity and environmental implications of chlorinated intermediates and end-products. A systematic literature review was conducted following PRISMA guidelines, complemented by quantitative analysis of reported biodegradation experiments, comparison of analytical methods, and compilation of organisms and enzymes implicated in PVC transformation.
Environmental monitoring reveals a pronounced “missing PVC” problem: despite large production volumes and high density, PVC rarely exceeds 5% of identified polymers in marine sediment datasets. Possible reasons are spectral changes, analytical bias, fragmentation, biodegradation. At the same time, field and laboratory studies indicate that soil and aquatic microbiomes can partially depolymerize and dechlorinate PVC, generating a range of chlorinated organic by-products. Bioinformatic searches in global ocean metagenomes reveal widespread homologs of recently characterized PVC-degrading enzymes, indicating a broad environmental potential for PVC transformation, though current data do not permit robust correlations with PVC pollution. Together, these findings challenge the traditional view of the PVC-backbone as environmentally inert and highlight the need to evaluate PVC biodegradation as a potentially significant source of chlorinated organic pollutants.

Description

Polyvinylklorid (PVC) är en av världens mest producerade plaster och utgör den största enskilda sänkan för industriellt framställt klor. Trots detta är förekomsten av PVC som mikroplast i miljön, liksom bildningen av klorerade nedbrytningsprodukter, fortfarande bristfälligt kartlagd. Denna uppsats sammanställer kunskapsläget kring biologisk nedbrytning av PVC-mikroplaster utanför laboratoriemiljö, med särskilt fokus på att identifiera och påvisa miljömässiga konsekvenser av klororganiska mellan- och slutprodukter. Arbetet bygger på en systematisk litteraturöversikt enligt PRISMA-riktlinjerna, kvantitativ analys av rapporterade biodegraderingsförsök, jämförelse av analytiska metoder samt sammanställning av organismer och enzymer som kopplats till PVC-nedbrytning. Mätningar i miljön visar på ett uttalat ”missing PVC”-problem: trots stora produktionsvolymer och hög densitet utgör PVC sällan mer än 5% av identifierade polymerer i marina sediment. Vilket kan vara orsakat av analytiska systematiska fel, spektrala förändringar, fragmentering eller biodegradering. Fält- och laboratoriestudier indikerar att mikrobiella samhällen i jord och vatten kan kolonisera PVC-ytor, initiera dehydroklorering och oxidation samt delvis depolymerisera och deklorinera polymerkedjan, med bildning av olika klorerade organiska biprodukter. Bioinformatiska sökningar i globala marina metagenom påvisar spridda homologer till nyligen beskrivna PVC-nedbrytande enzymer, vilket antyder en bred miljöpotential för PVC-omvandling, även om dagens data inte medger robusta korrelationer till observerad PVC-mikroplastförorening. Sammantaget utmanar resultaten antagandet att PVC-polymerens kol-kol-kedja är miljömässigt inert och pekar på att biodegradering av PVC-mikroplaster kan utgöra en underskattad källa till klorerade organiska föroreningar.

Keywords

Citation

ISBN

Articles

Department

Defence location

Endorsement

Review

Supplemented By

Referenced By