Biologisch abbaubarer Kunststoff in Kleidung zerfällt nicht annähernd so schnell wie erhofft – neue Forschungsergebnisse

27. Mai 2023

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von Keiron Roberts, Fay Couceiro und Muhammad Ali, The Conversation

Die Plastikverschmutzung hat sich zu einer der drängendsten Umweltherausforderungen unserer Zeit entwickelt. Jedes Jahr gelangen über 100 Millionen Tonnen Plastik in die Umwelt, mehr als 10 Millionen Tonnen landen in unseren Ozeanen. Diese Kunststoffe zerfallen in schädliche Mikroplastikpartikel, die so klein sind, dass sie von Wildtieren verzehrt werden können.

Wir alle erkennen weggeworfene Flaschen und Beutel als Plastikmüll. Aber auch die synthetischen Fasern, die in unsere Kleidung eingewebt sind – Polyester, Nylon, Acryl und andere – sind gleichermaßen problematisch. Jedes Jahr werden mehr als 60 Millionen Tonnen Kunststoffgewebe produziert, von denen ein beträchtlicher Teil letztendlich auf Mülldeponien landet.

Ein vielversprechender Ansatz zur Bewältigung dieser Krise ist der Einsatz „biologisch abbaubarer“ Kunststoffe. Diese Kunststoffe sind so konzipiert, dass sie auf natürliche Weise in Gase und Wasser zerfallen, die dann wieder an die Umwelt abgegeben werden, ohne dauerhafte Schäden zu verursachen.

Aber die Realität von biologisch abbaubarem Kunststoff (oder „Biokunststoff“) entspricht nicht unseren Erwartungen. Neue Untersuchungen unter der Leitung der Scripps Institution of Oceanography in San Diego, Kalifornien, haben ergeben, dass ein beliebtes Biokunststoffmaterial namens Polymilchsäure in der Umwelt nicht annähernd so schnell abgebaut wird wie erhofft.

Die Forscher suspendierten Faserproben aus bio- und ölbasierten Kunststoffmaterialien sowie Naturfasern wie Baumwolle in Küstengewässern und am Meeresboden. Im Laufe der Zeit untersuchten sie diese einzelnen Fasern unter dem Mikroskop, um festzustellen, ob sie kaputt gingen. Während Baumwollfasern innerhalb eines Monats zu zerfallen begannen, zeigten synthetische Fasern, darunter Biokunststoffe wie Polymilchsäure, selbst nach 400 Tagen im Meer keine Anzeichen von Zerfall.

Ein besonders heikles Thema ist die Plastikverschmutzung durch Kleidung. Kleidung wird oft nicht recycelt oder ist gar nicht wiederverwertbar und gibt durch allmählichen Verschleiß winzige Kunststofffasern an die Umwelt ab.

Kleidungsfasern können über mehrere Wege in unsere Ozeane gelangen. Kleidung, die beispielsweise ins Meer gespült wird, wird durch Welleneinwirkung oder Reibung mit Sandpartikeln physisch aufgebrochen. Dieser Prozess führt zur Freisetzung von Fasern, wenn das Kleidungsstück ausfranst.

Schon allein durch das Tragen unserer Kleidung gelangen Plastikfasern in die Umwelt – einige davon können sich schließlich im Meer ablagern. Und beim Waschen unserer Kleidung lösen sich Fasern und gelangen in die Kanalisation, möglicherweise auch ins Meer.

Egal was wir tun, Kleidungsfasern gelangen unweigerlich in die Umwelt. Daher ist es sinnvoll, ernsthaft darüber nachzudenken, was mit diesen Fasern passiert, wenn sie freigesetzt werden.

Untersuchungen haben Hinweise darauf ergeben, dass Polymilchsäure-Mikrofasern potenziell giftig für Meeresorganismen, einschließlich Quallen, sind. Die untersuchten Quallen veränderten ihre Pulsfrequenz, wenn sie hohen Konzentrationen dieser Kunststofffasern ausgesetzt wurden, was möglicherweise ihre Fähigkeit zur Jagd, zur Vermeidung von Raubtieren und zur Orientierung im Wasser verringerte.

Das Vorhandensein von Polymilchsäurefasern in der Meeresumwelt kann dazu führen, dass sich die Anzahl und das Verhalten der Quallen ändern. Solche Veränderungen könnten weitreichende Auswirkungen auf die Meeresökosysteme haben. Quallen sind in allen Ozeanen weit verbreitet und spielen sowohl als Raubtiere als auch als Beute eine entscheidende Rolle im marinen Nahrungsnetz.

Ein weiteres Problem ist die Langlebigkeit von Polymilchsäurefasern in der Meeresumwelt. Je länger diese Fasern in der Umwelt verbleiben, desto wahrscheinlicher ist es, dass sie von Meeresorganismen gefressen werden.

Es ist dann wahrscheinlich, dass es zu einer Bioakkumulation kommt, bei der sich Mikroplastik und die damit verbundenen Chemikalien im marinen Nahrungsnetz ansammeln. Untersuchungen haben Hinweise auf eine Bioakkumulation von Mikroplastik bei mehreren Arten und Mikroplastiktypen gefunden.

Unabhängig davon, wie das Plastik in die Umwelt gelangt, sind Lösungen erforderlich, um der Plastikverschmutzung entgegenzuwirken. Biologisch abbaubare Kunststoffe sind eine mögliche Option, allerdings nur, wenn sie aus Materialien hergestellt werden, die in der natürlichen Umgebung tatsächlich schnell abgebaut werden können. Sie würden die Verweildauer von Kunststoffmaterialien in der Umwelt verringern.

Allerdings muss auch Biokunststoff, wie herkömmliche Kunststoffe, fachgerecht entsorgt werden. Untersuchungen haben jedoch ergeben, dass die Etiketten und Anweisungen auf vielen biologisch abbaubaren Produkten oft verwirrend und irreführend sind. In einer Studie mit 9.701 britischen Bürgern gaben viele an, die Bedeutung der Etiketten für abbaubare, kompostierbare und biologisch abbaubare Kunststoffe nicht verstanden zu haben.

Dies könnte dazu führen, dass biologisch abbaubare und nicht biologisch abbaubare Kunststoffe falsch entsorgt werden. Plastik, das in die Umwelt gelangt, zersetzt sich möglicherweise nicht, sondern zerfällt stattdessen in kleine Mikroplastikstücke.

Polymilchsäure kann in spezialisierten industriellen Kompostieranlagen abgebaut werden. Aber selbst dann können nicht alle Kompostierungsverfahren jede Art von Biokunststoff verarbeiten. Das Kunststoffmaterial muss bestimmte Kriterien erfüllen und einen Kompost mit einem Mindeststandard produzieren.

Da weltweit immer mehr biologisch abbaubares Plastik verwendet wird, müssen wir sicherstellen, dass der ökologische Fußabdruck dieses Materials minimiert wird. Vor diesem Hintergrund könnten eine Verbesserung der Kennzeichnung und Entsorgungsanweisungen sowie ein verbesserter Zugang zur industriellen Kompostierung hilfreich sein.

Mehr Informationen: Sarah-Jeanne Royer et al., Nicht so biologisch abbaubar: Textilien aus Polymilchsäure und Zellulose-/Kunststoffmischungen sind in Meeresgewässern nicht schnell biologisch abbaubar, PLOS ONE (2023). DOI: 10.1371/journal.pone.0284681

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Bereitgestellt von The Conversation

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