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Mikroplastik

Unter Mikroplastik versteht man kleine Kunststoffpartikel mit Durchmessern zwischen 5 mm und 0,1 µm. Noch kleinere Teilchen, also Nanopartikel kann man derzeit im Meerwasser technisch nicht messen. Mikroplastik ist insbesondere in Gewässern und in den Weltmeeren ein Problem, weil es von Wasserorganismen mit Nahrung verwechselt werden kann oder zusammen mit der Nahrung aufgenommen wird. Verschiedene Lebewesen resorbieren Mikroplastik aus dem Verdauungstrakt in umliegendes Gewebe. Von Miesmuscheln weiß man, dass aufgenommenes Mikroplastik Entzündungen hervorruft. Die Hinweise verdichten sich, dass Mikroplastik auch für menschliche Zellen schädlich ist und insbesondere die Zellmembranen schädigt.

Mikroplastik wird zunehmend in Lebensmitteln gefunden, darunter im Mineralwasser, Bier, Milch, Honig und Meersalz. Man geht davon aus, dass Getränke, die in Plastikflaschen verpackt sind, Mikroplastik enthalten und dass auch alle in Plastik verpackten Lebensmittel Mikroplastik enthalten, insbesondere, wenn man von tiefgekühlten Lebensmitteln Plastikverpackungen mit Gewalt abreißt.

Man unterscheidet grundsätzlich folgende Herkunftsarten:

Primäres Mikroplastik
Primäres Mikroplastik ist schon als Mikroplastik hergestellt worden. Plastikpartikel werden z.B. bei sandfreiem Sandstrahlen eingesetzt, um z.B. Farbschichten zu entfernen. Auch die Kosmetikindustrie verwendet Mikroplastik z.B. als Schleifmittel in Zahnpasten oder Peeling-Cremes.
Sekundäres Mikroplastik
Sekundäres Mikroplastik entsteht durch Verrottung von in Flüsse oder Meere geschüttetem Plastikmüll. Das Vorkommen von Mikroplastik ist also eng mit dem Eintrag von Plastikmüll verknüpft. In den Weltmeeren geschieht die Zersetzung des Plastikmülls photolytisch und durch Scherkräfte bei Bewegungen in der Meeresströmung, wobei die Photolyse nur oberflächennah möglich ist und Plastikteile (deshalb) erst nach langer Zeit abgebaut sind. Vor allem in kreisförmigen Meeresströmungen reichert sich der Plastikmüll an. Inzwischen gibt es schon richtige Müllstrudel, z.B. den "Great Pacific Garbage Patch".

Derzeit besteht Mikroplastik zum großen Teil aus den Standardkunststoffen

  • Polyethylen (PE),
  • Polypropylen (PP),
  • Polyamid (PA),
  • Polyvinylchlorid (PVC) und
  • Polyethylenterephthalat (PET) (="Polyester").

Was bei der Verwendung ein Vorteil war, dass diese Kunststoffe nämlich (chemisch) stabil sind, ist in der Umwelt ein Problem: Der Müll zersetzt sich zu langsam. Bestrebungen, abbaubare Kunststoffe einzusetzen, überzeugen noch nicht: Seewasser, Erde, Sonnenlicht - Die Bedingungen, unter denen sich die Kunststoffe in der richtigen Zeit zersetzen müssen, sind zu unterschiedlich. Allerdings zersetzen sich nach aktuellen Erkenntnissen Kunststoffe photochemisch schneller, als bislang angenommen. Dabei entstehen tausende unterschiedliche wasserlösliche Substanzen. Details sind noch weitgehend unklar. Einerseits gibt es über die ökologische Relevanz der Zersetzungsprodukte noch keine Erkenntnisse. Andererseits scheint die Zersetzungsgeschwindigkeit von den dem Kunststoff zugesetzten Additiven abhängig zu sein, was in Zukunft vielleicht einmal eine Steuerung der Zersetzungsgschwindigkeit ermöglicht.

Bioabbaubare Polymere lösen sich auch im Erfolgsfall nicht in "Nichts" auf, vielmehr ist Kohlendioxid das unvermeidliche Endprodukt. Je mehr solche abbaubaren Kunststoffe eingesetzt werden, umso höher der Treibhauseffekt durch freigesetztes Kohlendioxid.

Für werkstofflich, also nicht als Verpackung genutzte Kunststoffe kann es umgekehrt wichtig sein, die Dauerhaftigkeit weiter zu verbessern, z.B. bei der Isolierung von Spulendrähten, die in Elektromotoren Temperaturen von bis zu 200 °C ausgesetzt sind.

Es ist offensichtlich, dass durch eine Verhinderung des Mülleintrags in Flüsse und Weltmeere das Mikroplastik-Problem entscheidend gebessert werden könnte. Nur müssten - wenn dies effektiv geschehen soll - vor allem jene Nationen eingebunden werden, in denen Umweltstandards noch unterentwickelt sind. Leider wird offenbar genau das Gegenteil passieren: Nach einer Untersuchung der McKinsey&Company wird es im Jahr 2030 weltweit 80 % mehr Plastikmüll geben als 2018. Die McKinsey-Studie macht dafür vor allem den Nachholbedarf aufstrebender Volkswirtschaften verantwortlich.

Quellen von Mikroplastik sind:

  • Reifenabrieb und städtischer Feinstaub
    Dieser wird vom Wind fortgetragen und in Gewässer gespült. Andere Studien haben daneben auch Kunstrasen und Schuhabrieb im Visier. Die Menge an Reifen- und Bitumenabrieb wird in Deutschland auf 1450 Gramm pro Einwohner und Jahr geschätzt.*)
  • Textilien, die Kunstfasern enthalten
    Kunstfaserhaltige Wäschestücke setzen Mikrofasern beim Waschen frei. Kläranlagen halten zwar 95 % des Mikroplastiks zurück, jedoch gelangt dieses wieder in Freiheit, wenn der Klärschlamm mangels Verbrennungskapazitäten zur Düngung von Äckern verwendet wird. Es ist noch kontrovers, ob das Mikroplastik ein Produktionsrückstand ist und also vor allem bei den ersten Waschgängen freigesetzt wird oder ob die Freisetzung auch bei allen weiteren Waschgängen unverändert bleibt. Wären vor allem die ersten Wäschen das Problem, würde der aktuelle "fast fashion"-Trend das Problem extrem verstärken. Im Durchschnitt kauft nämlich jeder Deutsche derzeit 60 (!!) Kleidungsstücke pro Jahr. Jede Person erzeugt in Deutschland pro Jahr durchschnittlich 77 g Mikrofaserabrieb.*)

Verzichtbar ist Mikroplastik in Kosmetikartikeln. Verschiedene Kosmetikfirmen haben bereits erklärt, kein Mikroplastik mehr zu verwenden. Die EU erwägt sogar ein Verbot. Bis dahin können Verbraucher darauf achten, keine Produkte zu kaufen, die Mikroplastik enthalten, indem sie auf die Inhaltsliste schauen und dort darauf achten, dass keine polymeren Bestandteile enthalten sind, also keine Substanzbezeichnungen, in denen die Buchstabenfolge "poly" enthalten ist und keine Kunststoffakronyme wie "PE", "PP" usw. vorhanden sind. Das bewirkt hinsichtlich der Menge des in den Meeren landenden Mikroplastiks für sich allein zwar wenig, erzeugt aber einen gewissen öffentlichen Druck. Gegenwärtig wird diesbezüglich in Deutschland pro Jahr mit durchschnittlich 4,6 g Partikeln pro Einwohner gerechnet.*)

Der globale Plastikmüll in den Weltmeeren entstammt zu 90 % dem Eintrag von nur 10 Flüssen, davon 8 in Asien und 2 in Afrika. Man muss China dankbar dafür sein, dass es den Europäern den Plastikmüll nicht mehr abnimmt, aber aktuelle Pressemitteilungen legen nahe, dass es inzwischen neue dubiose Wege z.B. in die Türkei gibt, wo unzulänglich aufgetrennter Plastikmüll einen fragwürdigen Verbleib findet. Die Bundesregierung denkt deshalb über ein Exportverbot von Plastikmüll nach.

2017 wurden in Deutschland die meisten Kunststoffe für Verpackungen verbraucht (3,14 Millionen Tonnen). Es folgen Bauwirtschaft (2,65 Millionen Tonnen) und Autoindustrie (1,1 Millionen Tonnen). Von 6 Millionen Kunststoffabfall wurden 2,8 Millionen Tonnen wiederverwertet und 3,2 Millionen Tonnen verbrannt. Verbraucher sollten

  • unnötige Autofahrten vermeiden, und beim Fahren starke Beschleunigungen oder Bremsmanöver vermeiden
  • wertige Bekleidung kaufen, die möglichst keine Kunstfasern enthält und so lange wie möglich getragen wird,
  • bei ihren Einkäufen Plastikeinwegverpackungen und -gefäße vermeiden,
  • keine Erzeugnisse kaufen, die Mikroplastik enthalten und
  • Plastikabfälle sachgerecht entsorgen.

 

*) M. Miller, T. Osterland Nachrichten aus der Chemie, 69,48(2021)

Weiterführende Links

Einstieg

Da Mikroplastik aktuell sehr stark im Fokus steht, gibt es dazu auch sehr viele Informationen und Publikationen. Einen umfänglichen Einstieg bieten:

Weitere Quellen (Organisationen, Vereine etc.)

Wissenschaftliche Publikationen

Die nachfolgende Auswahl ergibt nur einen winzigen, nicht systematisch zusammengestellten Ausschnitt der Veröffentlichungen zum Thema.