sou · GOB3103d1 · 2001-01-01 00:00:00 — Om nedbrytningen i stället görs genom rening direkt på plats utan att jorden grävs upp, kan den ske genom att de mikroorga- nismer som finns i marken stimuleras. Ofta räcker det med att med hjälp av ett rörsystem tillföra luft, vatten och de näringsämnen som är begränsande, vanligen kväve och fosfor, för att processen skall bli effektiv. Rening efter gasverk m.m. Markföroreningar förekommer också i anslutning till gasverk och anläggningar för impregnering av trä. Här gäller det höga halter av polyaromatiska kolväten, som ofta är mycket svåra att bryta ner med biotekniska metoder. Vid militära övningsfält, där ammunition har hanterats, förekommer spill av sprängmedel. Ofta går det att finna mikroorganismer som har anpassat sig till och bryter ner sådana föroreningar. Processerna kan emellertid ta och vara ineffektiva när det gäller de mest svårnedbrytbara föroreningarna. Tungmetaller är svåra att rena med biotekniska metoder, efter- som de är grundämnen och inte kan brytas ner. Vissa biotekniska tillämpningar finns emellertid. Vid så kallad fytosanering av mark utnyttjas att vissa växter, till exempel popplar, har förmåga att växa på förorenad mark och med sina rötter ta upp och anrika substan- ser från marken i sin biomassa. Luft som innehåller organiska lösningsmedel eller illaluktande ämnen, kan behöva renas innan den släpps ut. Biotekniska metoder kan innebära att luften tvättas i en så kallad skrubber, där luftföro- reningarna löser sig i tvättvätskan, som sedan kan behandlas med en bioteknisk process innan den släpps ut. En annan metod är att luften får passera ett biofilter, ofta baserat på bark eller jord som Bioteknik för en bättre miljö ympats med mikroorganismer. Mikroberna i filtren fångar då in och bryter ner de illaluktande substanserna. Samhället producerar stora mängder kemikalier, som måste förstö- ras (destrueras) efter användning. Destruktionen sker oftast genom förbränning. Ett alternativ är bioteknisk destruktion, där riskkemikalierna bryts ner till ofarliga restprodukter med hjälp av mikroorganismer i till exempel en biobädd. I finns ytterst liten aktivitet inom detta område. En orsak till det är att biotekniska nedbrytningsprocesser normalt är relativt långsamma. En metod att påskynda dem är att öka kon- centrationen av aktiva mikroorganismer. Detta kan göras genom att de celler som bryter ner avfallet, odlas sittande på ett fast mate- rial, som en lösning av föroreningen får passera. Därigenom får man bakteriefilmer, det vill säga påväxt av bakterier, som kan utnyttjas upprepade gånger eller i en kontinuerlig process. Det går också att skapa hög celltäthet genom att avskilja cellerna och åter- föra dem till processen efter avslutad rening. Ytterligare ett sätt att effektivisera den biologiska destruktionen är att förändra mikroorganismer genom genteknik. Denna möjlig- het har inte utnyttjats annat än i forskningssammanhang. Genom att föra samman lämpliga gener i en och samma organism går det att skapa celler med förmåga att bryta ner flera kemiska miljögifter. Det sägs ibland att den kemiska förening inte finns, som mikro- organismer inte kan bryta ner. Mikroorganismerna har en enorm potential att omvandla och bryta ner kemiska strukturer. Vissa ämnen omvandlas dock långsammare än andra. De som är svårast att omvandla och som är mest resistenta mot nedbrytning brukar kallas persistenta. I vissa fall har ämnen av detta slag funnits i mar- ken och finns ändå kvar i oförändrad form. Att mikro- biell nedbrytning inte kommit igång kan också bero på omgiv- ningen. är syrebrist anledningen till att omvandlingen går långsamt, i andra fall begränsas den av att föroreningen har låg löslighet i vatten. När det gäller svårnedbrytbara ämnen, som högmolekylära aromatiska föreningar, kan en kombination av svampar och bakterier vara lämplig att använda. Bioteknik för en bättre miljö Förnybara råvaror kan användas för produktion av bioenergi i form av biogas, etanol, biodiesel och vätgas. Om de ersätter petroleum- baserade produkter kan olja sparas och nettoutsläppen av koldioxid minska. Mängden tillgänglig biomassa är dock begränsad. Den biomassa som finns behövs också för att framställa livsmedel till en växande befolkning. Dessutom ökar intresset för att använda bio- massa för att ersätta som råvara vid industriella proces- ser. I realiteten är det kanske främst samhällets restprodukter som kan bli aktuella vid framställning av bioenergi? Biogas är metangas som bildas när organiskt material bryts ner.2 När biogas förbränns sker mycket låga utsläpp av kväveoxider, stoft och andra skadliga ämnen. Framför allt sker inga nettoutsläpp av koldioxid till atmosfären. Biogas har emellertid, liksom naturgas, en mycket lägre energitäthet än bensin eller dieselolja. Biogas kan produceras från i princip all biomassa,3 det vill säga även från sopor och annat avfall. Det potentiella energibidraget från biogas i har blivit föremål för en rad beräkningar. Enligt en uppgift kan den maximala potentialen vara så mycket som ,4 varav cirka hälften kan vara praktiskt möjlig att utnyttja. Andra beräkningar uppgår till (m.fl., 1998). Den största outnyttjade potentialen finns inom jordbruket. Enligt betänkandet Biogas som fordonsbränsle (SOU 1998:157), är emellertid endast delar av potentialen praktiskt möjlig att utnyttja och en ännu mindre del ekonomiskt lönsam. Enligt en utredning som företagits av (1996), i samarbete med , och ) kan det produceras biogas motsvarande högst . producerades i form av biogas, främst från avloppsslam och avfallsupplag (SOU 1998:157). Biogasteknologin är relativt ineffektiv, bland annat är gasbild- ningen långsam. I depåförvaring kan det ta tiotals år och även i reaktorer är processen för långsam. 2Om den metangas som bildas spontant inte tas tillvara har den en växthuseffekt som är betydligt större än koldioxidens. 3Om organiskt material rötas, det vill säga bryts ner för att få biogas, förbättras materialet från växtnäringssynpunkt. 4Lunds universitet, avdelningen för bioteknik. Bioteknik för en bättre miljö blir bland annat därför ofta otillfredsställande. Gasvolymerna är också för små för att bära kostnaderna för att samla in råvara och för att producera och distribuera gasen (SOU 1998:157). Ett annat problem är att det kan bildas mer eller mindre illaluktande ämnen. Det finns dock anläggningar där man lyckats bemästra problemen. Till processens fördelar hör att produkten avgår spontant från reaktionsblandningen och att ett osorterat material av biomassa kan användas som utgångsmaterial.5 Aktiviteten i för att kunna utnyttja biogas är relativt liv- lig. fanns cirka 220 biogasanläggningar samt cirka tio för- söks- och demonstrationsanläggningar (SOU 1998:157). Flertalet anläggningar (cirka 140) utgörs av rötkammare vid avloppsrenings- verk. Dessutom utvinns biogas ur ungefär 60 deponier. Några anläggningar har byggts ut så att fordonsbränsle produceras, medan andra endast producerar gas för uppvärmning och elproduktion. fanns ungefär 500 fordon som helt eller delvis drevs med biogas. Av dessa var 350 personbilar, 100 bussar och 50 arbetsfordon (SOU 1998:157). stöder ett forskningsprogram om energi ur avfall inom vilket finns satsningar på biogas. Etanol kan ersätta bensin som fordonsbränsle. Etanol har lägre bränslevärde än bensin, bensin motsvarar eta- nol. Flertalet projekt för att framställa etanol har inriktats på att utveckla processer för att omvandla stärkelse och olika sockerhal- tiga råmaterial till etanol. För detta finns effektiva processer. Svå- rare är att omvandla vedråvara, som flis och energiskog, till etanol. När ved sönderdelas i sina beståndsdelar (hydrolyseras) uppstår en blandning av olika sockerarter. En del av dessa kan enkelt jäsas till etanol på bioteknisk väg med hjälp av jästsvampar, medan andra är svårare att utnyttja. Med hjälp av genteknik har nya jästvarianter utvecklats, med förmåga att förjäsa även de sockerarter som tidi- gare inte kunde utnyttjas.6 Detta ökar möjligheterna att producera etanol med utgångspunkt från vedråvara så att det kan bli ett rea- listiskt alternativ till bensin. Ett kritiskt steg för processens ekonomi är vedråvarans hydrolys till enkla beståndsdelar. Den kan antingen ske med syrahydrolys 5Bo Mattiasson, . 6Guido Zacchi, . Bioteknik för en bättre miljö eller med en enzymatisk process. Den förra metoden är väl beprö- vad men förenad med vissa begränsningar eftersom det bildas biprodukter, som kan hämma processen. Enzymatisk nedbrytning saknar denna begränsning men är mindre utprovad och dyrare att genomföra. En försöks- och demonstrationsanläggning där enzy- mer skall användas för att bryta ner råvaran, som skall bestå av halm, majsstjälkar och annat avfall från jordbruket, är på väg att uppföras i Kanada.7 Under gynnsamma förhållanden kan det bli möjligt att fram- ställa etanol ur skogsråvara för litern (, 1998). För att kunna konkurrera prismässigt har etanolen befriats från energiskatt genom ett så kallat pilotproduktsundantag. Eftersom förbränning av etanol inte innebär något nettotillskott av koldioxid utgår heller ingen koldioxidskatt, vilket gynnar etanolen i förhållande till bensin. har under en följd av år stött utvecklings- projekt inom etanolområdet. Svensk forskning ligger lång framme i ett internationellt perspektiv. Större försöksanläggningar för pro- duktion av etanol från spannmål är under uppförande eller i drift. Etanolbussar rullar på svenska gator och vägar. Enligt användes i etanol som drivmedel . Tillsammans med rapsmetylester motsva- rade etanol av den totala förbruk- ningen av motorbränsle i . Rapsolja kan omvandlas till rapsmetylester, som kan förbrännas i en dieselmotor och utnyttjas som biodiesel. Enligt var den svenska förbrukningen av biodiesel . Ekonomiskt kan processen inte konkurrera med framställning från . Men biodiesel är, liksom motor- etanol, befriad från skatt genom pilotproduktsundantag. Ett lik- nande projekt pågår i där man samlar in bland annat frite- ringsoljor från restauranger för att sedan använda dem till att fram- ställa biodiesel. 7 Anläggningen uppförs av företaget . Bioteknik för en bättre miljö Liksom biogas kan vätgas i princip produceras från all biomassa. Vätgas nämns ibland som framtidens outsinliga – och rena – ener- gikälla. Ofta är det fråga om elektrolytisk sönderdelning av vatten till vätgas och syrgas med energi från solceller. Vätgasen kan sedan användas i bränsleceller. Ett alternativ till solceller är att producera vätgas med biotekniska metoder. I vissa processer används vätgas- bildande bakterier för att bryta ner biomassa i form av avfallspro- dukter. I andra utnyttjas blågröna bakterier eller grönalger, som bildar vätgas genom så kallad fotobiologisk vätgasproduktion, där man tar tillvara solljusets energi och får en splittring av vatten i vät- gas och syrgas. Ett problem vid denna process är att växterna nor- malt tar upp och återanvänder bildat väte. Med gentekniska meto- der är det emellertid möjligt att blockera återupptaget (Hansel och , 1998). Det krävs dock av forskning för att tek- niken skall bli praktiskt användbar. Bland annat behövs ytterligare genetiska förändringar för att få en effektivare fotosyntes hos de organismer som används (, 1999). Den petrokemiska industrin har visat sig mycket konkurrenskraftig och billig. Detta har ofta inneburit ett hinder för en mera vidsträckt användning av råvaror från jord- eller skogsbruket. Alternativa processer och råvaror har helt enkelt konkurrerats ut av den kostnadseffektiva petrokemiska industrin. Produkter framställda med kemitekniska metoder kan emellertid innebära problem ur miljösynvinkel. De är ofta svårnedbrytbara i naturen och vid förbränning ger de ett nettotillskott av koldioxid till atmosfären. Intresset har därför ökat för att använda förnybara råvaror för produktion av biologiskt nedbrytbara produkter. Det ökade miljömedvetandet och de nya tekniska möjligheterna har lett till att intresset för bioteknikens möjligheter ökat. Med hjälp av genteknik går det att anpassa mikroorganismer och växter till effektiv produktion av substanser som tidigare endast kunde framställas med petrokemiska eller andra kemitekniska metoder. Bland kemikalier som kan framställas med biotekniska processer kan nämnas vegetabiliska oljor, bekämpningsmedel, optiskt aktiva substanser, ytaktiva ämnen, komplexbildare och en rad polymerer. Ett exempel är polylaktid, som är uppbyggd av mjölksyra och Bioteknik för en bättre miljö används inom sjukvården för att sy ihop sår. Stygnen behöver inte tas bort, eftersom kroppen kan lösa upp tråden och omsätta sön- derdelningsprodukterna. För framtiden har polylaktid stort intresse också för andra ändamål. Polylaktid är relativt exklusivt, men prognosen är att det skall kunna produceras till ett mer kon- kurrenskraftigt pris . En satsning på storskalig fram- ställning av polylaktid med majs som råvara görs i USA.8 8 Satsningen görs av företaget . Patent- och växtförädlarrätten ingår i immaterialrätten, som består av ett antal författningar till skydd för intellektuella prestationer och kännetecken. Syftet med immaterialrätten är att främja kon- kurrensen genom att ge uppfinnare ett rimligt investeringsskydd. De former av immaterialrätt, som i första hand kan vara aktuella inom den moderna biotekniken, är patenträtt och växtförädlarrätt. Patenträtten reglerar skyddet för uppfinningar, medan växtföräd- larrätten skyddar nya växtsorter. Immaterialrätten är, liksom all lagstiftning, nationellt begränsad, men det finns flera internatio- nella konventioner inom området. Till de viktigare hör Pariskon- ventionen , Strasbourg- eller lagkonventionen , , den Europeiska patentkon- ventionen (EPC) och Budapestöverenskommelsen . Växtförädlarrätten bygger konvention om skydd för växtförädlingsprodukter, UPOV. Av internationella organisationer inom området kan nämnas , som är ett FN-organ, och den europeiska patentorganisa- tionen (EPO), som omfattar de länder som anslutit sig till Euro- peiska patentkonventionen. finns Världshandelsor- ganisationen (WTO) som bland annat administrerar TRIPS, som är en överenskommelse om immaterialrätten och dess handelsrelaterade aspekter. Utveckling av biotekniska produkter kräver stora investeringar i forskning och utveckling. Som i samtliga fall där utvecklingskost- naderna är höga och det finns risk för att resultaten kopieras, har det immaterialrättsliga skyddet stor betydelse. Enligt läkemedels- industrin är en möjlighet till patentering av biotekniska uppfin- ningar en av de viktigaste förutsättningarna för investeringar i forskning och utveckling.1 För växtsorter är det uppenbart att sådana lätt kan kopieras. Ett EG-direktiv (98/44/EG) om rättsligt skydd för biotekniska uppfinningar antogs av ministerrådet och gemen- samt . Direktivet, vars innehåll beskrivs i avsnittet om Lagar och andra regler, skall inarbetas i den svenska lagstift- ningen. Direktivet väntas också bli inarbetat i Europeiska patent- konventionens bestämmelser och innebära en harmonisering av området i hela . Patenträtt innebär att uppfinnaren , normalt högst från det ansökan lämnas in, får ensamrätt till kommersiell exploatering av uppfinningen mot att uppfinningen offentliggörs i en patentskrift. Där skall uppfinningen beskrivas på ett sådant sätt att en fackman inom området skall kunna upprepa förfarandet med ledning av beskrivningen. Således innebär patent att det sprids kunskap om den nya tekniken. När ett patent går ut är uppfinningen också fri att utnyttja för envar. Patenträtten är neutral med avseende på tekniskt område och innebär att man kan skydda såväl alster (produktpatent) som framställningsmetodik (metodpatent). Ett patent ger en patentinnehavare rätt att hindra andra från att utnyttja uppfinningen i kommersiellt syfte. Patent utgör emellertid inte något hinder för forskning och utveckling med utgångspunkt från en publicerad patentansökan. Patent innebär heller inte någon automatisk rätt att utnyttja uppfinningen för kommersiella ända- mål. Ett exempel är att läkemedelssubstanser måste godkännas enligt läkemedelslagstiftningen innan de får användas som läke- medel. De grundläggande kraven för att en uppfinning skall vara patenter- bar är att den är en nyhet, att den har uppfinningshöjd, att den har teknisk effekt och att den är industriellt användbar. Nyhetskravet innebär i svensk lagstiftning att den aktuella uppfin- ningen måste vara ny i förhållande till vad som är känt vid patent- När det gäller sammansatta biotekniska uppfinningar eller förfaranden, som inte förekommer i naturen, torde nyhetskravet inte erbjuda några hinder för patent. Detsamma gäller uppfinningar där en växt fått nya gener insatta av en uppfinnare.2 När det gäller uppfinningar som avser naturligt förekommande biologiskt material, är nyhetskravet mera problematiskt. I patenträttslig mening uppvisar en uppfinning nyhet om den tidigare inte funnits identifierad och tillgänglig för människan i användbar form. Med uppfinningshöjd menas att uppfinningen måste skilja sig väsentligt från vad som förut varit känt. Nivån för uppfinningshöjd kan variera beroende på tekniskt område. Vissa tekniska områden – som det biotekniska – utvecklas oerhört snabbt, varför det kan vara befogat att ställa högre krav på uppfinningshöjd. Patent kan annars blockera utvecklingen. Inom det biotekniska området kan det tyckas att kravet på uppfinningshöjd ibland är relativt lågt. En bio- kemisk molekyl behöver emellertid inte skilja sig mycket från en annan för att uppnå uppfinningshöjd, eftersom även små föränd- ringar i strukturen kan ge den nya produkten egenskaper som på ett väsentligt sätt skiljer den från tidigare produkter.3 Ett exempel är mänskligt insulin, där en förändring av två aminosyror i mole- kylen resulterade i en mera snabbverkande produkt. I takt med den tekniska utvecklingen kommer emellertid allt fler biotekniska metoder att bli rutin och förlora i uppfinningshöjd. Därför blir det allt svårare att patentera substanser isolerade från naturen. Inom den är det redan svårt att patentera gener, eftersom identifiering och sekvensbe- stämning anses vara standardprocedurer. Målet är att vidmakthålla balansen mellan ensamrätt, fri användning och fortsatt utveckling. Med industriellt användbar menas i patentsammanhang användning inom industri i vid mening, inklusive jordbruk, skogsbruk, fiske, 2Som till exempel uppfinningen i T 356/93, OJ EPO 1995, 545. 3Detta överensstämmer med hur svenska förarbeten ser på kemiska föreningar. Se vidare prop. 1977/78:1 del A s. 191. handel och offentlig förvaltning. Kravet på industriell användbar- het innebär också att en uppfinning måste vara reproducerbar. Det finns undantag från vad som går att skydda med patent. Bland dessa är fyra av intresse från bioteknisk synvinkel: En ren upptäckt, till exempel påvisande av en gen eller ett enzym, kan inte skyddas med patent. Men om en upptäckt är isolerad från sin naturliga miljö och visar sig uppfylla kraven på nyhet, uppfinningshöjd och industriell användbarhet, betraktas den inte längre enbart som en upptäckt utan som en uppfinning och kan vara patenterbar. Metoder inom kirurgisk eller annan medicinsk behandling eller för diagnostik inom human eller veterinär sjukvård får inte patenteras. Det hindrar emellertid inte att man kan få patent för produkter. Detta stimulerar till framtagning av nya läkemedel och andra uppfinningar, men hindrar inte läkaren eller veterinären i yrkesutövningen. Det går inte att få patent på en uppfinning, vars användning skulle strida mot goda seder eller allmän ordning. Vad som egentligen avses med sådana uppfinningar är inte preciserat i lagstiftningen, men som exempel på uppfinningar, som av denna anledning torde falla utanför det patenterbara området, kan nämnas förfaranden för framställning av landminor eller brevbomber. Patent går inte att få på växtsorter eller djurraser eller väsentli- gen biologiskt förfarande för framställning av växter eller djur; patent må dock meddelas på mikrobiologiskt förfarande eller alster av sådant förfarande. Den legala skillnaden mellan uppfinning och upptäckt Inom biotekniken har skillnaden mellan uppfinning och upptäckt stor betydelse, eftersom enbart uppfinningar kan patenteras. I patenträttslig mening är begreppet uppfinning en term med en annan innebörd än den språkliga betydelsen av ordet. Principiellt skall en uppfinning ha teknisk karaktär och teknisk effekt samt vara reproducerbar. Med teknisk effekt menas att uppfinningen skall lösa ett tekniskt problem, med reproducerbar att uppfin- ningen skall kunna framställas på nytt med identiskt eller likartat resultat. Skiljelinjen mellan en teknisk uppfinning och en upptäckt går mellan vad som är människans verk och vad som existerar naturligt. Det som redan existerar i naturen och enbart påvisats i sin naturliga miljö får inte patenteras, eftersom det utgör en upptäckt. Däremot kan sådant som förekommer naturligt, men som blivit isolerat från sin naturliga omgivning eller som blivit producerat genom ett tekniskt förfarande, vara patenterbart om en specifik användning ges, under förutsättning att uppfinningen uppfyller övriga krav för patent. Det huvudsakliga kriteriet, som skiljer en uppfinning från en upptäckt, är att det biologiska materialet på något sätt förändrats av människan eller, när det gäller förfaranden, att människan måste medverka för att få den avsedda processen till stånd och hittat en specifik användning av det biologiska materialet. Undantag för växtsorter, djurraser och väsentligen biologiska förfaranden Den Europeiska patentkonventionen innehåller ett undantag från den generella regeln om olika teknikers lika behandling beträffande patenterbarhet. Det innebär att växtsorter, djurraser och väsentli- gen biologiska förfaranden inte får patenteras. Regler om detta finns i den svenska patentlagen, vars tillämpning följer den praxis som utvecklats inom den , och som även återspeglas i och rådets direktiv om rättsligt skydd för biotekniska uppfinningar. Undantaget för patent på växtsorter och djurraser fördes in i den svenska lagstiftningen , innan den moderna biotekniken utvecklades. Ungefär skapades ett särskilt skydd för växtsorter genom och den svenska växtförädlarrättslagen (1971). Att så komplexa varelser som växter, djur eller mikroorganismer skulle kunna beskrivas i en patentansökan, på ett sådant sätt att en fackman med ledning av beskrivningen skulle kunna utöva uppfinningen, hade ingen kunnat förutse. Ett skäl till att patent inte ansågs vara en lämplig skyddsform för sådana uppfinningar var att de inte ansågs fylla kravet på reproducerbarhet. En orsak till undantaget för växtsorter torde vara att sådana kan skyddas enligt växtförädlarrätten och att den skyddsformen skulle vara bättre anpassad för växtsorter.4 Europeiska patentorganisatio- nen har emellertid beviljat patent på växter som förändrats genom kemisk behandling, men utan att dessas genetiska innehåll ändrats.5 Tillämpningen är emellertid komplicerad. En uppfinning, som bestod i att sätta in en gen i existerande växtsorter för att göra dem resistenta mot kemikalier, nekades patent. Kravet ansågs gälla växt- sorter och falla under förbudet.6 fattade emellertid Europeiska patentorganisationens stora besvärskammare ett beslut med innebörden att gentekniska förändringar av växter är patenterbara som andra uppfinningar under förutsättning att uppfinningen inte är begränsad till en enda växtsort.7 slår beslutet fast att en växtsort som sådan inte kan omfattas av patent, oavsett vilken teknik som använts vid förändringen. Konsekvensen av detta kan bli att sortägare och patentinnehavare blir ömsesidigt beroende av varandra och att bestämmelserna om tvångslicens på grund av avhängighet i direktiv /44/EG om rättsligt skydd för biotekniska uppfinningar, kan få stor betydelse. För djur finns det inte någon alternativ skyddsform till patent. Osäkerheten om vad som menas med djurraser ställer därför till praktiska problem vid förädling av djur.