10 wissenschaftliche Ansätze gegen Plastikverschmutzung
OCEAN MATERIAL | 1. MÄRZ 2022 | 14 MIN.
10 wissenschaftliche Ansätze gegen Plastikverschmutzung
Diese 2022 veröffentlichte Übersicht verbindet Ansätze zur Abfallvermeidung, Messung, Sammlung und Verarbeitung von Kunststoffen. Sie erfüllen unterschiedliche Aufgaben und reichen von Laborforschung über Feldversuche bis zu etablierten Tätigkeiten.
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Plastikverschmutzung gehört zu den drängendsten Umweltproblemen unserer Zeit. Die meisten Kunststoffe bauen sich nicht leicht ab und lösen sich nicht einfach auf. Sie sammeln sich langsam in unseren Meeren an und benötigen Jahrhunderte, um zu zerfallen. Das birgt große Risiken für Wasserlebewesen, menschliche Gesundheit und marine Ökosysteme. Der Bericht New Plastics Economy von 2016 beschrieb ein Szenario, in dem bei fortgesetzten Trends bis 2050 mehr Kunststoff als Fisch im Meer sein könnte, gemessen am Gewicht; keine sichere Prognose. (WEF, 2016)
Flüsse, Meere und Ozeane sind zu bequemen Transportwegen und Ablageorten für vom Menschen verursachte Kunststoffabfälle geworden. Die Kosten sind hoch: für Reinigung und Wiederherstellung, durch entgangene Tourismuseinnahmen und durch die gesellschaftlichen Folgen geschädigter Umwelt.
Laut OECD Global Plastics Outlook entstanden 2019 weltweit 353 Millionen Tonnen Kunststoffabfälle. Nach Abzug der Verluste beim Recycling wurden davon 9 % tatsächlich recycelt. Manche glauben, ein geringerer Kunststoffeinsatz allein löse das Problem. Damit ist jedoch der bereits im Meer vorhandene Kunststoff nicht beseitigt. Auch die bisherigen politischen Maßnahmen haben sich nicht als ausreichend erwiesen: Die Produktion steigt weiter und dürfte weiter zunehmen.
Dennoch gibt es Hoffnung. Jeder kann durch weniger Kunststoffverbrauch beitragen; Wissenschaft und Technik erweitern zugleich unsere Möglichkeiten. Gemeinsames Handeln ist entscheidend. Das Montrealer Protokoll von 1987 sollte weitere Schäden an der Ozonschicht verhindern. Seitdem wurden mehr als 98 Prozent der schädlichen Stoffe schrittweise ersetzt und schätzungsweise zwei Millionen Hautkrebsfälle verhindert. Was damals gemeinsam gelang, kann auch beim Kampf gegen Plastikverschmutzung gelingen.
1. The Ocean Cleanup
System 001 war ein 600 Meter langer schwimmender Sammelprototyp, den The Ocean Cleanup 2018 erprobte. Probleme beim Zurückhalten des Kunststoffs und an der Konstruktion führten zur Weiterentwicklung System 001/B im Jahr 2019. Das sind historische Entwicklungsstufen, keine Beschreibung der heutigen Anlage und kein Beleg dafür, dass das frühe Fünfjahresziel erreicht wurde.
2. NASA-Satellitentechnologie
CYGNSS wurde 2016 zur Hurrikanforschung gestartet. Eine 2021 vorgestellte Methode nutzt Daten zu Meeresrauigkeit und Wind, um Mikroplastikkonzentrationen indirekt abzuschätzen. Sie beobachtet Muster, fotografiert aber keine einzelnen Partikel und entfernt keinen Kunststoff. Mehr zur Satellitenmethode und ihren Grenzen.
3. Ocean Material
Ocean Material stärkt Sammelgemeinschaften in Küstenregionen durch wirksame, verantwortungsvolle Lieferketten. In direkter Zusammenarbeit wird Kunststoffabfall beschafft und zu hochwertigen Materialien für Möbel, Kleidung und Verpackungen verarbeitet. So fördert Ocean Material nachhaltige Lebensgrundlagen und lokale Wirtschaft. Faire Vergütung und verantwortungsvolle Beschaffung sollen die Umweltbelastung gering halten.
4. Kunststoffabbauende Enzyme
2016 entdeckten Forschende in Japan ein Enzym, das PET (Polyethylenterephthalat) abbauen kann. Ideonella sakaiensis 201-F6 sondert PETase ab und zerlegt PET in Kohlenstoffverbindungen zur Energiegewinnung. Der ursprüngliche Prozess ist langsam. Inzwischen wurde das Enzym so verändert, dass es PET um 20 Prozent schneller abbaut.
5. Kunststoffabbauende Pilze – Biohm
Der Pilz Aspergillus tubingensis kann Polyurethan abbauen. Samantha Jenkins, leitende Biotechnologie-Ingenieurin bei Biohm, beobachtete, dass er den Kunststoffschwamm verzehrte, mit dem sein Behälter verschlossen war. Während der Pilz Kunststoff verdaut, vermehrt er sich. Dabei könnten Biomaterialien für Nahrung, Rohstoffe oder Antibiotika entstehen.
6. Magnetische Nanospulen
Eine Laborstudie von 2019 untersuchte den katalytischen Abbau von Mikroplastik aus Kosmetik mithilfe funktionalisierter Kohlenstoff-Nanofedern unter kontrollierten oxidativen Bedingungen. Sie belegt keine sichere großtechnische Behandlung im offenen Meer. Abbau im Labor ist kein Nachweis der Unschädlichkeit für Meereslebewesen.
7. Licella Holdings – Cat-HTR-Technologie
Das australische Unternehmen Licella Holdings entwickelte den Catalytic Hydrothermal Reactor (Cat-HTR). Druck und Wärme zerlegen gemischte Kunststoffe in Öle, Wachse und erneut nutzbare Kunststoffe. Das Verfahren ist vielseitig; Kritiker warnen allerdings vor zusätzlichen CO₂-Emissionen.
8. PlasticRoad
Das niederländische Projekt PlasticRoad baute Radwege und Straßen mit einem Anteil von 70 Prozent recyceltem Kunststoff. Diese Wege sollen langlebiger als Asphalt und schneller zu installieren sein, einen geringeren CO₂-Fußabdruck aufweisen und Prinzipien des zirkulären Designs veranschaulichen.
9. Evoware
Das indonesische Start-up Evoware verarbeitet Algen zu essbaren und löslichen Biokunststoffverpackungen. Der Ansatz ist vielversprechend, die Herstellung jedoch teurer als bei konventionellen Kunststoffen. Einige Verpackungen benötigen außerdem zusätzliche Kunststoff- oder Papierschichten.
10. Nicholas Institute – Verzeichnis von Kunststofftechnologien
Das Nicholas Institute erfasste 52 Technologien zur Vermeidung oder Sammlung von Kunststoffverschmutzung. Dazu gehören die Trash Boom von Plastic Fischer aus Deutschland und das kanadische Saugsystem Hoola One. Die Untersuchung betont, dass Prävention und Sammlung gleichermaßen dringlich sind.
Fazit
Plastikverschmutzung ist eine gewaltige globale Herausforderung. Wissenschaft, Innovation und gemeinsamer Wille können jedoch eine Wende ermöglichen. Lösungen existieren – jetzt müssen sie in größerem Maßstab eingesetzt werden.
Recyclingmaterialien für ein Industrieprodukt bewerten
Zurückgewonnenes Fischereigerät bietet einen konkreten Materialweg zur Bewertung: PA6-Granulate aus ausgedienten Fischernetzen und PP-Granulate aus ausgedienten Fischereiseilen in Natur, MFI 32 oder Grün, MFI 3–4. Diese Rohstoffe stammen aus nach ihrer Nutzungsdauer gesammeltem Gerät; sie sind nicht automatisch verlorenes Fischereigerät, das aus dem Meer geborgen wurde.
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