Die Lösung mikroplastischer Verschmutzungen bedeutet Reduzierung, Recycling und grundlegendes Umdenken.

Neue Praktiken und neue Chemikalien sind notwendig, um die Plage zu beenden.

Dies ist der dritte Teil einer dreiteiligen Serie, die unser wachsendes Verständnis für den Umfang und die Auswirkungen der Verschmutzung durch Mikrokunststoffe untersucht.

An mehreren Orten in London im vergangenen Winter und Frühjahr stolzierten die Forscher durch die Straßen und zählten die Anzahl der weggeworfenen Plastik-Wasserflaschen, denen sie begegneten, als ob sie Arten über ein Korallenriff sammelten.

Ihr Ziel war es zu sehen, ob eine neue Initiative, Unternehmen, in denen Menschen leere Flaschen mit Leitungswasser nachfüllen können, eine Delle im Müll hinterlässt, der den Bürgersteig verunreinigt, sagt die Meeresbiologin Heather Koldewey, die die Forschung leitete. Der Wasserverbrauch in der Flasche hat sich in den letzten 15 Jahren in Großbritannien verdoppelt. Und vor allem an den Ufern der Themse, die sie auf See befördert, während sie allmählich in immer kleinere Fragmente zerfallen und den Fluss und das Meer mit Mikrokunststoffen verunreinigen, die in jede Ebene der Nahrungskette eindringen können.

Wissenschaftler haben diese winzigen Stücke abgebauten Kunststoffs gefunden – zusammen mit Fasern, die aus synthetischem Gewebe abgeworfen wurden, und Mikroperlen von Kosmetika, die in den Ozeanen, Seen, Böden und sogar in der Luft herumlungern. Kreaturen vom Plankton über Regenwürmer bis hin zum Menschen fressen sie und stellen eine potenziell ernsthafte Gesundheitsgefährdung für Tiere und Ökosysteme dar. Das Problem dürfte sich nur noch verschärfen, da die Kunststoffproduktion exponentiell steigt – von nur zwei Millionen Tonnen pro Jahr im Jahr 1950 auf heute mehr als 300 Millionen Tonnen und bis 2050 auf voraussichtlich 33 Milliarden Tonnen pro Jahr.

Um das Problem der Mikrokunststoffe in den Griff zu bekommen, muss die Welt drei primäre Schritte unternehmen, sagen diejenigen, die das Problem untersuchen. Kurzfristig muss die Gesellschaft unnötige Einwegartikel aus Kunststoff wie Wasserflaschen, Einkaufstaschen aus Kunststoff, Strohhalme und Utensilien deutlich reduzieren. Mittelfristig müssen die Regierungen die Müllsammel- und Recyclingsysteme verstärken, um zu verhindern, dass Abfälle zwischen Mülleimer und Deponie in die Umwelt gelangen, und die Recyclingquoten verbessern. Auf lange Sicht müssen Wissenschaftler Wege finden, Kunststoff in seine elementarsten Einheiten zu zerlegen, die in neue Kunststoffe oder andere Materialien umgebaut werden können. „Es gibt definitiv keine einheitliche Lösung“, sagt Koldewey von der Zoological Society of London und National Geographic Fellow.

REDUZIEREN UND RECYCELN
Ein attraktives, tiefhängendes Ziel zur Bekämpfung der mikroplastischen Verschmutzung sind die Getränkeflaschen, Utensilien und Beutel, die als Einweg-Kunststoffe bezeichnet werden. Weil sie aus Bequemlichkeit und nicht aus Notwendigkeit verwendet werden, sind sie einfacher zu entbehren, und die Polymere, mit denen sie hergestellt werden, gehören zu den am häufigsten produzierten und in der Umwelt vorkommenden. Verbote werden immer beliebter, um ihre Verwendung einzuschränken, und begrenzte Beweise deuten darauf hin, dass sie Ablagerungen reduzieren. Aber wie Koldewey und andere betonen, müssen Regierungen, die Verbote verhängen, prüfen, ob solche Maßnahmen kosteneffizient sind, welche Umweltauswirkungen alternative Materialien haben könnten und welche Hindernisse, wie im Falle von abgefülltem Wasser, fehlende Möglichkeiten zum Befüllen einer wiederverwendbaren Flasche die Wirksamkeit eines Verbots beeinträchtigen könnten.

Koldeweys eigene Kampagne zur Reduzierung des Verbrauchs von abgefülltem Wasser in London, #OneLess genannt, untersuchte mögliche Standorte für die Aufstellung von Nachfüllkiosken, die den größten Nutzen bringen würden, wie beispielsweise öffentliche Verkehrsknotenpunkte. Die Gruppe führte auch Umfragen durch, bei denen die meisten Bewohner es vorziehen würden, Wasser aus dem Wasserhahn zu holen, aber es war unangenehm, Geschäfte oder Restaurants nach einem kostenlosen Nachfüllen zu fragen. Die Initiative zur Aufnahme von Unternehmen, die es den Menschen ermöglichen würden, ihre Flaschen nachzufüllen, zielte darauf ab, diese Zurückhaltung zu überwinden. Die Beseitigung solcher potenziellen Barrieren ist entscheidend für die Veränderung der Gewohnheiten der Menschen, sagt Koldewey.

Die Reduzierung von Einweg-Kunststoffen wird der Umwelt zugute kommen, denn der Verpackungssektor ist der größte Anwender von Kunststoffpolymeren. Aber auch in der Bau-, Elektronik- und Textilindustrie wird Kunststoff, einschließlich einiger der gleichen Polymere wie in Einwegverpackungen, eingesetzt. Letztere sind die Quelle von Mikrofasern, die sich als eine der allgegenwärtigsten Formen der mikroplastischen Verschmutzung erweisen. Wissenschaftler befürchten, dass die Konzentration auf Einweg-Kunststoffe mehr systemische Probleme rund um den Kunststoff verdecken wird, die es zu lösen gilt. „Es ist ein überaus nützlicher erster Schritt“, sagt Martin Wagner, Ökotoxikologe an der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technik. „Wovor ich Angst habe, ist, dass es das sein wird.“

Seine Sorge ist begründet. In Europa werden nur 30 Prozent des Kunststoffs recycelt, während es in den USA nur knapp 9 Prozent sind. „Unsere Abfallmanagementsysteme sind gut, wir nutzen sie ziemlich schlecht“, sagt Koldewey. Die Notwendigkeit, die Recyclingkapazitäten an Orten wie den USA zu erweitern, wird immer akuter, nachdem China – das seit 1992 45 Prozent aller zur Wiederverwertung bestimmten Kunststoffabfälle importiert hat – seine Türen geschlossen hat und viele westliche Länder mit nirgendwo sonst als der Deponie zurückgelassen hat, um ihren entsorgten Kunststoff zu versenden.

Ein wichtiger Aspekt bei der Verbesserung des Recyclings ist nach Ansicht einiger Experten die Gestaltung von Produkten, die sich leichter recyceln lassen. Kunststoff wird typischerweise durch Zerkleinerung, Einschmelzen und Formen zu neuen Kunststoffen recycelt. Aber andere Chemikalien, die hinzugefügt werden, um die Flexibilität oder Haltbarkeit des Produkts zu verbessern oder einfach nur Farbe hinzuzufügen, erschweren das Recycling und verringern die Qualität von recycelten Kunststoffen. „Wir nehmen einige unserer potenziell am besten recycelbaren Polymere und machen sie aufgrund unzureichender oder unangemessener Überlegungen bei der Konstruktion nicht recycelbar“, sagt Richard Thompson, Meeresbiologe an der University of Plymouth. Als Beispiel für ein mögliches Heilmittel nennt er Japan, wo alles Polyethylenterephthalat (PET), das in Kunststoffflaschen verwendet wird, transparent ist. Klares PET ist viel einfacher zu recyceln als die Einfärbung. „Es ist möglich, es zu tun“, sagt er.

UMDENKEN BEI KUNSTSTOFF UND RECYCLING
Die Einschränkung der Verwendung von Kunststoffen und die Verbesserung der Recycling- und Abfallsysteme würden die in die Umwelt gelangenden Kunststoffe stark beeinträchtigen, aber nicht jeder Kunststoff ist leicht recycelbar, und einige werden wahrscheinlich immer noch ihren Weg in Flüsse, Böden und Meere finden. Auf lange Sicht denken einige Wissenschaftler, dass eine Änderung der Art des Materials und der Methoden des Recyclings die ultimative Lösung für das Kunststoffproblem sein könnte. „Wir brauchen einen viel grundlegenderen Wandel in unserem Ansatz“, sagt Wagner.

Seit Jahren versuchen Materialwissenschaftler, Kunststoffe zu entwickeln, die sich biologisch abbauen lassen. Heute kann Kunststoff, der als biologisch abbaubar bezeichnet wird, eigentlich nur noch in speziellen Anlagen zerlegt werden, die ihn auf hohe Temperaturen erhitzen. „In einer aquatischen Umgebung, in Ihrem Komposthaufen im Hinterhof, führt das nicht weiter“, sagt Sherri Mason, Professor für Chemie an der State University of New York in Fredonia.

Es gibt eine grundlegende Spannung bei der Herstellung von wirklich biologisch abbaubarem Kunststoff, denn ein Polymer, das sich vollständig in Kohlenstoff, Sauerstoff und andere Elemente in einem See oder Boden zersetzt, wäre nicht besonders nützlich als Verpackung, z.B. um Lebensmittel monatelang im Regal zu lagern. „Es gibt ein zentrales Problem bei dem, was wir wollen, im Vergleich zu dem, was realistisch ist“, sagt Andrew Dove, Chemiker an der University of Birmingham. Thompson denkt, dass biologisch abbaubarer Kunststoff auf Produkte beschränkt werden muss, die nur für kurze Zeit benötigt werden und dann entsorgt werden, wie z.B. Burgerverpackungen in Sportstadien oder Utensilien in Fast-Food-Restaurants.

What Dove und eine wachsende Anzahl von Materialwissenschaftlern stellen sich vor, unsere Beziehung zu allen Kunststoffen neu zu gestalten, indem sie von physisch recycelten Kunststoffen durch Mahlen bis hin zu deren chemischer Demontage übergehen, um alle Verunreinigungen auszusortieren, die recycelte Kunststoffe befallen. Ein solches Verfahren würde zum Beispiel eine PET-Flasche in ihre elementarsten Moleküle zerlegen und zugesetzte Chemikalien ausscheiden, um die Bausteine für die Neuherstellung neuer Polymere zu liefern. Auf diese Weise würde Kunststoff zu einem eigenen, ewigen Rohstoff werden, so wie Glas und Papier (obwohl letzteres physisch gemahlen wird, nicht nur chemisch zersetzt). „Bei einigen Kunststoffen gibt es keinen Grund, warum man sie nicht unendlich recyceln kann“, sagt Dove. „Die Leute haben es sich einfach nicht angesehen. Es wurde nicht als etwas Wichtiges betrachtet.“

Für die Polymere, die sich nicht in ihre elementarsten Moleküle zerlegen lassen, hält Dove es für möglich, sie zumindest chemisch in andere kleine Moleküle zu zerlegen, die für verschiedene Zwecke wie Kraftstoff oder Pharmazeutika verwendet werden könnten. Im Idealfall würden Wissenschaftler chemische Reaktionen entwickeln, die nicht zu viele harte Verbindungen erfordern und nicht zu teuer sind. Das würde den Kunststoffabfällen, die derzeit keinen oder nur einen geringen Wert haben, einen Wert geben. Derzeit ist es „viel billiger, sie zu verbrennen oder auf Deponien wegzuwerfen, und das ist der Kern des Problems“, sagt Wagner.

Die Wertsteigerung von Altkunststoff könnte auch einen Anreiz für die Reinigung der bereits in der Umwelt befindlichen Kunststoffabfälle bieten. „Wenn wir etwas Hochwertiges aus billigem Plastikabfall herstellen können, könnte es ein wirtschaftliches Argument geben, um dies aus dem Meer zu baggern“, sagt Dove. „Wir sind noch weit davon entfernt, aber das ist es, was wir erreichen wollen.“

Einige wenige Wissenschaftler haben bereits begonnen, nach Wegen zu suchen, wie ein Teil der mikroplastischen Abfälle, die mindestens mehrere hundert Jahre in der Umwelt verbleiben könnten, gereinigt werden kann. Die Reinigung ist schwierig, weil die Kunststoffpartikel klein und vielfältig sind und die Ökosysteme, in die sie eingebettet sind, enorm sind. Forscher haben Enzyme und Bakterien gefunden, die bestimmte Arten von Kunststoffen abbauen können, aber sie müssen herausfinden, wie diese ohne mögliche negative Nebenwirkungen, wie z.B. die Produktion von Treibhausgasen, eingesetzt werden können. Die Agrarökologin Esperanza Huerta Lwanga von der Universität Wageningen in den Niederlanden und dem College of the Southern Frontier in Mexiko will zum Beispiel testen, ob Regenwürmer, die plastisch fressende Bakterien in ihren Eingeweiden besitzen, in der Lage sein könnten, den mit Plastik übersäten Boden durch die Verbrennung von Müll zu beseitigen.

Während der Entwicklung dieser Methoden ist es wichtig, den Kunststofffluss abzuschneiden. Jetzt gilt es, machbare Schritte zu unternehmen. „Das Entscheidende“, sagt Thompson, „ist wirklich, dass all diese[Umweltverschmutzung] vermeidbar ist.“

Teil 1: Die Erde hat ein verstecktes plastisches Problem – Wissenschaftler jagen sie.

Teil 2: Vom Fisch zum Menschen, eine mikroplastische Invasion kann eine Mautgebühr einnehmen.

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