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Biologisches abbaubares Plastik als Hoffnungsträger?

Aktualisiert: 8. Juni 2023


Plastikflasche im Strand am Meer

Beat Plastic Pollution


Der Weltumwelttag findet jährlich am 5. Juni statt. Er wurde von den Vereinten Nationen ins Leben gerufen, um weltweit das Bewusstsein und das Handeln für den Schutz der Umwelt zu fördern. Seit seiner Einführung im Jahr 1972 wird der Tag in mehr als 150 Ländern gefeiert, wobei das Gastgeberland jedes Jahr wechselt. 2023 steht der Weltumwelttag international unter dem Hashtag #BeatPlasticPollution. [1]


Wir haben uns in unserem Innovationskompass umgeschaut, was die Wissenschaft zum Thema biologisch abbaubare Kunststoffe zu bieten hat. Und da ist einiges Spannendes dabei. Wir haben euch auszugsweise drei Beispiele zusammengestellt. Weil es aber noch eine Weile dauern könnte, bis sich diese Lösungen durchsetzen, haben wir am Ende noch praktische Alltagstipps zur Plastikvermeidung im Angebot, die wir dem WWF entlehnt haben.


Biologisches abbaubares Superplastik erstmals auch mit konkurrenzfähigen physikalischen Eigenschaften entwickelt


Polyhydroxyalkanoate oder PHAs werden als die neue biologisch hergestellte und abbaubare Wunderkategorie an Kunststoffen gesehen und sind bereits die Grundlage einer jungen Industrie. Sie gehören zu einer Klasse von Polymeren, die auf natürliche Weise von lebenden Mikroorganismen oder synthetisch aus biologisch erneuerbaren Rohstoffen hergestellt werden. Sie sind in der Umwelt, einschließlich der Ozeane und des Bodens, biologisch abbaubar. Allerdings haben sich PHAs aus gutem Grund bis dato noch nicht durchgesetzt: Sie sind spröde, nicht leicht zu schmelzen und teuer im Recycling. Forschende der Colorado State University haben eine synthetische PHA-Plattform entwickelt, die all diese Probleme löst. Sie ersetzten reaktive Wasserstoffatome, die für den thermischen Abbau verantwortlich sind, durch robustere Methylgruppen. Dadurch wird die thermische Stabilität drastisch erhöht und die Kunststoffe können so in Extrusionsanlagen leicht umgeformt werden, ohne sich zu zersetzen. Sie sind auch mechanisch so widerstandsfähig wie gängiges Polyethylen oder Propylen und lassen sich in das Grundmolekül, das sogenannte Monomer, zerlegen, das dann wieder zur Herstellung des biologischen PHAs verwendet werden kann, im Prinzip beliebig oft. [3]


Pilze verspeisen Polypropylen


Polypropylen (PP) liegt meist nicht in reiner Form vor und ist nur mit hohem Aufwand zu recyceln, was es wirtschaftlich unattraktiv macht. Daher werden geschätzt nur ein Prozent des Kunststoffes wiederverwertet, der Rest wandert in Flüsse, Meere oder Verbrennungsanlagen. Ein Team der Sydney University hat zwei im Boden vorkommende Pilze entdeckt, die das Problem lösen sollen. Diese besitzen die Eigenschaft, starke Enzyme zu produzieren. Mit diesen können sie die Substrate des PP in einfachere Moleküle zerlegen und dann durch die Pilzzellen aufnehmen. Dafür muss das PP allerdings einer Schwächungskur durch UV-Licht oder durch eine saure Lösung aus Wasserstoffperoxid oder Eisen unterzogen werden. Das so leicht geschwächte Plastik wird durch die Pilze in 30 Tagen um 21 Prozent und in 90 Tagen um rund 30 Prozent reduziert. Die Pilze, deren Masse durch die Vertilgung des Kohlenstoffs aus dem PP mächtig zunimmt, lassen sich etwa durch Pyrolyse in ein Gas umwandeln, das als Rohstoff verwendet werden kann. [4]


Schneller abbaubares Bioplastik aus Bakterien für Lebensmittelverpackungen


Einzeln in Plastik für den schnellen Konsum verpackte Lebensmittel generieren enorme Müll- und Umweltprobleme. Sie bestehen aus schwer recycelbarem Kunststoff oder sind speziell beschichtet, werden mit schädlichen Chemikalien energieaufwändig hergestellt und müssen umweltschädlich verbrannt werden. Oft landen sie auch direkt in der Umwelt und zersetzen sich sehr langsam. An der Universität Kanazawa entwickelt das Forschungsprojekt COI-NEXT Bioplastik aus Bakterien, um Kunststoffe aus fossilen Brennstoffen zu ersetzen. Die neuen biologisch abbaubaren Materialien müssen dabei verschiedenen Ansprüchen genügen sowie eine moderate Festigkeit und Dehnbarkeit aufweisen. Dazu werden zwei Arten von Kohlenhydrat-Molekülketten (Polysaccharide) kombiniert. Eine Kette aus natürlichen Zuckern wird aus Verarbeitungsrückständen von Trauben oder Zuckerrüben gewonnen. Die andere, bekannt als bakterielle Zellulose-Nanofaser (BCNF), wird von bestimmten Bakterienstämmen produziert. Ihr Vorteil: Sie haben eine verworrene Struktur und sind mit anderen Polysacchariden kompatibel – so können die Eigenschaften eines Materials flexibel verändert und optimiert werden, um es robuster, dehnbarer oder fester zu machen. Die natürlichen Bio-Kunststoffe mit BCNF sind sowohl schneller biologisch abbaubar als auch recyclingfähig, und das, ohne ihre Festigkeit zu verlieren. In einem Schnelltest wird zudem die biologische Abbaubarkeit der neuen Bakterien-Kunststoffe im Wasser geprüft: Zersetzen sie sich schnell genug, kommen sie als Alternative für die Industrie infrage. [5]


Bildlink zum Innovationskompass

Und hier noch ein paar Alltagstipps vom WWF


1. Überflüssige Einwegprodukte aus dem Alltag verbannen

Einwegteller und - besteck, Trinkhalme und Rührstäbchen: Sie werden nur wenige Minuten benutzt und landen dann im Müll. Muss das wirklich sein? Wäre es da nicht sinnvoller, wenn wir ein bisschen mehr Abwasch nach dem Picknick oder der Party haben und dadurch die Umwelt und ganz nebenbei den Geldbeutel schonen?

Alternative: Mehrweggeschirr nutzen oder nur solche Getränke und Snacks anbieten, die ohne überflüssige Einwegartikel auskommen. Wer nach der Party zu faul zum Spülen ist, kann beim Getränkelieferanten nach Gläsern fragen. Viele bieten die Anlieferung von Gläsern und sogar das Spülen danach als Service an.


2. "Unverpackt"-Läden

Supermärkte und Discounter: Hier hat man als Kunde oft kaum eine Chance, eine große Auswahl an unverpackten Lebensmitteln zu kaufen. Häufig wird das Produkt in viel Plastik gehüllt, um es besser in Szene zu setzen.


Alternative: Wenn möglich, "Unverpackt"-Läden unterstützen. In vielen größeren Städten gibt es diese Läden bereits - mitgebrachte Behälter werden hier einfach aufgefüllt. Auch im Internet gibt es sogenannte Zero-Waste-Läden, die ihre Ware ausschließlich in bereits benutzten Kartons verschicken. Ansonsten können der Wochenmarkt und Läden mit Frischetheken eine Alternative sein, um Plastik zu vermeiden.


3. Mehrfach verwendbare Tragetaschen


Einweg-Tragetaschen: Ob aus Plastik oder Papier - die Ökobilanz von Einweg-Tragetaschen ist miserabel. Zum Glück sind Plastik- und Papiertüten an den Supermarktkassen in Deutschland mittlerweile viel seltener erhältlich oder nur gegen einen Aufpreis.


Alternative: Oft werden Mehrweg-Tragetaschen in den Läden angeboten. Am besten den eigenen Rucksack oder Einkaufsbeutel zum Einkaufen gleich von zu Hause mitbringen.


 

QUELLEN UND VERTIEFUNGSTIPPS [1] Infos zum Weltumwelttag

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