Unser Umgang mit Kunststoffen – eines der größten Probleme der Gegenwart. Kann „Bioplastik“ der Marke OCEANUS® einen Beitrag zur Lösung leisten?

Ein Forschungsprojekt des Umwelt-, Biologie- und Redaktionsbüros Dr. Robert Hofrichter

Dr. Mag. rer. nat. Robert Hofrichter
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Die Vorstellung, dass eines der größten Probleme unserer Zeit, die Reduktion und der Abbau von Kunststoffen in natürlicher Umgebung, wie von Zauberhand gelöst werden kann, ist naiv. Immer mehr Menschen setzen daher ihre Hoffnungen in sogenanntes „Bioplastik“, ohne dabei zu wissen, was damit eigentlich gemeint ist. Nicht minder irreführend kann das in diesem Zusammenhang verwendete Attribut „abbaubar“ sein. Denn manche dieser „abbaubaren“ Kunststoffe können nur in hochtechnologischen Anlagen kompostiert werden, nicht aber im eigenen Hauskompost.

Viel Verunsicherung herrscht also rund um abbaubares „Bioplastik“. Nach Meinung vieler führender Naturschutzorganisationen kann es aus mehreren Gründen keine schnelle, einfache Lösung des Problems geben. Beispielsweise wird „das Wegwerfmodell unserer Gesellschaft“ nicht grundsätzlich in Frage gestellt, was jedoch bei derzeit etwa 8,2 Milliarden Menschen (erwarteter Anstieg bis 2050: 9,7 Milliarden) und unserem verschwenderischen Lebensstil unerlässlich ist. Zudem sind zahlreiche Fragen zum Recycling alternativer Kunststoffe offen. Selbst beim Vorhandensein eines „ultimativen Bioplastiks“ ohne jede schädliche Eigenschaft müsste ein umfassendes Sammel- und Recyclingsystem aufgebaut werden. 
Dabei stoßen wir erneut auf das eigentliche Problem: dass vielen nicht klar ist, worum es sich bei Bioplastik überhaupt handelt. Schon jetzt herrscht bei vielen Menschen Verunsicherung bei der Unterscheidung der herkömmlichen Plastiksorten wie etwa PVC, PP, PE, PA, PET, PBT, ABS etc. um nur einige zu nennen. „Bio“ klingt in der Vermarktung von Produkten immer gut und beruhigend, doch sollte gerade das kritisch hinterfragt werden.

In diesem Beitrag werden einige wichtige Fragen und Einwände von Naturschutzorganisationen übersichtlich aufgelistet, was sozusagen die „Soll-Seite“ darstellt. Noch wichtiger ist uns aber die „Haben-Seite“: Wir erklären, warum jede Bemühung in Richtung Verbesserung der Situation – inklusive Biopolymere – nicht nur Sinn macht, sondern absolut unerlässlich ist. Denn schädliches Mikro- und Nanoplastik befindet sich zwischenzeitlich in uns allen – ausnahmslos. In unseren Herzen, Gehirnen und überall sonst - und auch bereits in unseren Kindern.

Was wird überhaupt als Bioplastik bezeichnet, oder ist das nicht von vornherein nur „Greenwashing“?
Bioplastik ist kein Zauberstab, mit dem man alle Probleme rund um Kunststoffe verschwinden machen könnte. Es kann aber Teil der Lösung für die kommenden Jahre und Jahrzehnte werden, um die tödliche Flut des herkömmlichen, nur schwer und über lange Zeiträume abbaubaren Plastiks aus meist fossilen Rohstoffen zu verringern. (Anmerkung: Zwischen 1950 und 2015 wurden weltweit rund 8,3 Mrd. Tonnen Kunststoff hergestellt – das ergibt etwa eine Tonne pro Kopf der derzeitigen Weltbevölkerung. Die Hälfte davon wurde zwischen 2002 und 2015 produziert.)
  • „Bioplastik“ sollte man kritischer Weise zunächst einmal mit Anführungszeichen schreiben, weil es Unterschiedliches bedeuten und falsche Hoffnungen wecken kann.
  • Grundsätzlich geht es um Polymere, wie auch im herrkömmlichen Plastik. Diese chemischen Verbindungen – die Grundbausteine von Kunststoffen – bestehen aus vielen, kettenartig miteinander verbundenen Makromolekülen. Das gilt prinzipiell für alle, unabhängig vom Herstellungsverfahren (z.B. aus Erdöl oder Mais).
  • Als Bioplastik sollte zunächst nur ein Kunststoff bezeichnet werden, der aus tierischer oder pflanzlicher Biomasse hergestellt wurde, unabhängig davon, ob er sich unter natürlichen Bedingungen tatsächlich biologisch vollständig in umweltverträgliche Abbauprodukte zersetzt.
  • Grundsätzlich falsch ist die Annahme, dass die herkömmlichen Kunststoffe nicht biologisch abbaubar sein können. Letztlich ist Erdöl ein Bioprodukt und aus fossilisierten Lebewesen entstanden. 
  • Die Bezeichnung „Bio“ ist also grundsätzlich nicht dafür geeignet, umweltverträglich abbaubare von persistenten Kunststoffen konsequent zu unterscheiden. Häufig ist dieses Attribut für Kunststoffe zumindest missverständlich.
  • Hinzu kommt, dass „Biopolymere“ auch eine Mischung aus fossilen Materialien und nachwachsender Biomasse sein können. Sind das dann noch wirklich Biokunststoffe?
  • Manche der angeblichen „Biopolymere“ enthalten Additive, Zusatzstoffe, – und das unabhängig vom Ausgangsrohstoff (fossil oder nachwachsend) –, die ungesund, krankmachend oder ausgesprochen giftig sind. Solche mit dem Attribut „Bio“ zu versehen wäre irreführend.
  • Manche angeblichen Bioplastik-Sorten sollen kompostierbar sein, was jedoch nur unter  speziellen Bedingungen der industriellen Kompostierung tatsächlich funktioniert. Im Hauskompost würde hingegen in absehbarer Zeit kein Abbau stattfinden. Auch hier sehen wir die Gefahr der Irreführung von Konsumenten.
  • Wir müssen uns demnach vor allzu schnellen „Urteilen“ zur Umweltverträglichkeit von „Bioplastik“ hüten
Um sich ein zutreffendes Bild machen zu können, müssen wir in die Prüfung zumindest einbeziehen, 
  • ob das Material aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt wird, 
  • ob man beim Anbau der Pflanzen Gifte wie Pestizide verwendet, 
  • wieviel Energie die Herstellung des Polymers verbraucht und 
  • woher bzw. aus welcher Quelle die Energie kommt (Atomstrom würde beispielsweise der staatlichen Doktrin von Deutschland und Österreich widersprechen), 
  • ob der Anbau der Rohstoffe wie z.B. Mais nicht insgesamt zerstörerisch ist (etwa Regenwaldzerstörung für Anbauflächen), 
  • ob ungesunde oder sogar giftige Additive dem Material beigemengt wurden und 
  • ob es letztlich tatsächlich unter natürlichen Bedingungen ohne giftige Rückstände in vertretbarer Zeig völlig abgebaut wird. 
Wie in der realen Welt immer, ist die Berechnung des tatsächlichen ökologischen Fußabdrucks ein hochkomplexes Vorhaben.

OCEANUS® und die Vision des Auftraggebers

Die Vision des Auftraggebers dieser Studie ist es, „… eine Welt zu schaffen, in der die Meere und ihre wertvollen Ökosysteme geschützt und nachhaltig bewirtschaftet werden. Wir streben danach, eine nachhaltige Zukunft für kommende Generationen zu gewährleisten, in der die Meeresbiodiversität erhalten bleibt und die Menschen in Harmonie mit der marinen Umwelt leben.“ Der Weg dorthin führt über die Reduktion herkömmlicher, nicht in sinnvollen Zeiträumen von Monaten und Jahren abbaubarer Kunststoffe aus fossilen Rohstoffen und Weiterentwicklung von ungiftigen, biologisch viel schneller abbaubaren Polymeren aus ökologisch angebauten, nachwachsenden Rohstoffen.

Das Material bzw. die Produkte von NATURATECH® GmbH sind frei von
  • PFAs-Chemikalien (per- und polyfluorierte Chemikalien)
  • PGA's (Weichmacher)
  • SVHC-Stoffen (besonders besorgniserregende Stoffe, substances of very high concern)
  • Gluten sowie
  • tierischen Bestandteilen.
OCEANUS® enthält keine schädlichen Additive, ist frei von PGA's, PFA’s und SVHC’s, ist zu 100 % biologisch abbaubar in Wasser und Erde, hat eine jährliche Wachstumsrate (Compound Annual Growth Rate, CAGR) von 15,9 % und einen derzeitigen Weltmarktanteil an allen Kunststoffen von 0,27 %.
Für den Autor dieser Zeilen und sein Expertenteam stellt sich somit die Frage: Kann das hier vorgestellte Material ein Hoffnungsschimmer und Teil der Lösung sein? Nach unserem heutigen Wissen erfüllt es viele positive Voraussetzungen für einen Lösungsansatz in Bezug auf den Abbau des Produktes. Ein wesentlicher Schwerpunkt der Forschung konzentriert sich auf die Frage, wie lange der Abbau in unterschiedlichen marinen, limnischen und terrestrischen Umgebungen unter verschiedenen biotischen und abiotischen Bedingungen tatsächlich dauert.

Unser derzeitiger Wissensstand über OCEANUS®
  • Das Material ist ungiftig und wird auch in der Medizin und beispielsweise Aquaristik verwendet.
  • Die Grundmasse ist ein Produkt der Natur bzw. wird von Organismen aus nachwachsenden pflanzlichen Rohstoffen hergestellt.
  • Der Anteil an Additiven liegt bei höchstens 4 %, allesamt sind ungiftig, mineralischer oder organischer Herkunft. Beispielsweise sind keinerlei Phthalate (Weichmacher) oder Farbstoffe wie in vielen Kunststoffen enthalten.
  • Das Material baut sich in vielen Lebensräumen „in relativ kurzer Zeit“ biologisch ab. 
  • Die entscheidende Frage und Gegenstand des hier vorgestellten Forschungsprojekts ist, wie schnell sich dieses Material unter verschiedenen biotischen und abiotischen Bedingungen im Meer, im Süßwasser, an der Oberfläche und in der Erde zersetzt. 
  • Weiters interessiert uns die Frage, ob alle Abbauprodukte umweltverträglich sind.
  • Genauere Angaben zur Zerfallsgeschwindigkeit wird diese Studie liefern. Der angenommene Zeithorizont liegt bei Monaten bis maximal zwei Jahren.
OCEANUS® ist ein Hoffnungsschimmer – das Forschungsprojekt soll aber auch weitere wesentliche Fragen klären

Es wurde betont, dass beim Projekt die reale Zerfallsgeschwindigkeit in der Natur ermittelt wird. Doch gibt es weitere wichtige Fragen, von denen wir einige als Beispiele anführen.
  • Wie können alternative Biopolymere wie unseres in das bestehende Recycling-System von Ländern integriert werden, war doch ihr Aufbau schon eine große Herausforderung, der Jahrzehnte in Anspruch genommen hat?
  • Muss ein eigenes Recycling-System aufgebaut werden? Wie kann das gesammelte Material wieder genutzt werden?
  • Wie können die Herstellungskosten weiter gesenkt werden, so dass alternative Biopolymere mit synthetischen Kunststoffen auch wirtschaftlich konkurrieren können?
  • Wie kann das Material durch harmlose mineralische oder organische Zutaten so optimiert werden, dass seine Eigenschaften für verschiedene Applikationen weiter verbessert werden?
  • Wie kann, falls gewünscht, die Verrottungsgeschwindigkeit des Materials gesteigert werden? Dazu gibt es bereits einfache Vorschläge, die sich unter anderem auf strukturelle Optimierungen des Rohmaterials und deren Produkte beziehen, jedoch auch die Zusammensetzung berücksichtigen.
  • Ermittlung des tatsächlichen ökologischen Fußabdrucks des untersuchten Biopolymers, um seine Nachhaltigkeit unter Beweis zu stellen.
  • Neben der Forschung am Material und dessen Abbauprozessen wollen die Auftraggeber der Studie und die ausführenden Forscher nicht die weiterhin wesentlichen Punkte des Umweltschutzes außer Acht lassen: Wir müssen als Einzelpersonen (Konsumenten), Gesellschaften/Staaten und als Menschheit unseren Konsum und die Produktion von Abfällen drosseln. Natürlich ist es viel besser, wenn Verpackungsmaterial und Gebrauchsgegenstände ungiftig und biologisch abbaubar sind. Doch ein Freibrief für das heute übliche Wegwerfmodell unserer Gesellschaft und unseres Wirtschaftens soll auch ein ausgereiftes Biopolymer nicht sein. Wir müssen die Abfallmengen reduzieren, auch wenn es uns gelingt bessere Materialien als heute zu finden. Unser Forschungsprojekt möchte ausschlaggebende ökologische Probleme „im Hintergrund“ nicht außer Acht lassen: Woher kommt die pflanzliche Biomasse? Bei konventioneller, intensiver Landwirtschaft mit Einsatz von Pestiziden und anderen schädlichen Mitteln würde ein „Biopolymer“ keinen Fortschritt bedeuten. Nachhaltige Landwirtschaftsmodelle müssen gefördert werden.
  • Die Forschung an unserem Alternativ-Material soll nicht nur helfen, den menschlichen Plastik-Fußabdruck zu reduzieren, sondern generell ein Umdenken in der Gesellschaft zu mehr Achtsamkeit im Umgang mit dem einen Planeten Erde fördern – den einzigen, den wir haben.
Fazit: Mikroplastik in unseren Herzen und Gehirnen und Warum wir schnell und effektiv handeln müssen

Abbaubare Biokunststoffe sind keine schnelle, globale Lösung wie durch Zauberhand – das haben wir bereits erklärt. Viel Materialforschung und Überzeugungsarbeit sind noch erforderlich, um einen nachhaltigen Erfolg zu erzielen. Andererseits besteht überhaupt kein Zweifel, dass alles unternommen werden muss, um die verheerende Plastikflut aus nicht abbaubaren Kunststoffen einzubremsen, die unsere Welt und uns selbst bedroht. Das Plastikproblem gehört neben dem Klimawandel mit allen seinen Folgen, dem Verlust der Biodiversität und damit der ökologischen Stabilität des Planeten zweifellos zu den allergrößten unserer Zeit. Obwohl wir die kaum lösbar erscheinende Größe des Problems erkennen, ist zugleich klar, dass die Suche nach Verbesserungen und Lösungen alternativlos ist. Die Bioplastik-Studie mit der Beantwortung der Frage über die Abbaubarkeit ist ein wesentlicher Teil dieser Suche nach Antworten.
Niemand kann genau sagen, wieviel herkömmliches Plastik jährlich in die Umwelt gelangt. Denn die Gesamtmenge des Plastiks, die in den Ozeanen landet, lässt sich nicht direkt messen. Die Angaben schwanken zwischen verhältnismäßig „niedrigen“ bzw. konservativen Angaben der OECD Global Plastics Outlook, wo von 1,7 Mio. Tonnen Plastik gesprochen wird, bei der UNESCO heißt es hingegen: „8 to 10 million metric tons of plastic end up in the ocean each year“. In den letzten zehn Jahren haben wir mehr Plastik produziert als im ganzen vergangenen Jahrhundert. Synthetische Polymere sollen 500 bis 1.000 Jahre brauchen, bis sie „abgebaut“ werden. Selbst dann bleibt häufig noch fragmentiertes Mikro- und Nanoplastik über. Derzeit sollen 50 bis 75 Trillionen Plastik- und Mikroplastik-Teilchen durch die Ozeane treiben und in die Nahrungskette eindringen.
Ziemlich gut bekannt ist die Menge des jährlich produzierten herkömmlichen Plastiks weltweit, und dass etwa ein Viertel davon nicht fachgerecht entsorgt bzw. recycelt wird – das sind 82 Mio. Tonnen. Ein erheblicher Teil erreicht auch die Ozeane.
Die genauen Zahlen spielen eigentlich keine entscheidende Rolle. Es ist schlicht zu viel Lebensfeindliches, mehrere Millionen Tonnen jährlich.
Mit dem „Nichtabbau“ in überschaubaren Zeiträumen dieses Materials und seiner Fragmentierung in immer kleinere Teilchen entsteht außerdem eine Art tödliches „Perpetuum mobile“, ein kaum endender Prozess der Meeresverschmutzung und Gesundheitsgefährdung mit kaum absehbaren Folgen. Inzwischen gelingt der Nachweis von Mikroplastik beim Menschen in Herz, Hirn und anderen Organen.

Die Suche nach Lösungen ist alternativlos – und abbaubare Biopolymere sind ein Teil dieser Alternative, aus der schon in wenigen Jahren auch mit Ihrer Hilfe viel mehr werden kann.
Unterstützen Sie unsere Forschung und unsere Suche nach Lösungen!


Mehr Informationen finden Sie unter der oben und unten angegebenen Kontaktadressen. Wenden Sie sich mit ihren Fragen an uns, gern stehen wir Ihnen mit Informationen zur Verfügung!

Unser Team
  • Robert Hofrichter, mittelmeer (at) aon.at – Zoologe, Meeresbiologe und -ökologe, Experte für Plastikverschmutzung der Meere, Präsident der Meeresschutzorganisation MareMundi
  • Christoph Volker, cnv (at) gmx.net – Analytik, statistische Auswertungen, Konzeptentwicklung, Projektkoordination, IT
  • Matthias Burba, matthiasburba (at) hotmail.com – Forensiker, Mikroskopieexperte
  • Jan Gohla, gojango (at) web.de – Biologe, Chemiker
  • Nico Grbesa, nico.grbesa (at) gmail.com, Universität Wien – Masterarbeit Meeresbiologie

Please do not touch! Eine dringende Bitte an ehrliche Finder:

Sollten Sie als Taucher, Schnorchler, Spaziergänger, Mountainbiker etc. auf eines unserer Experimente im Meer, See, Bach, Wald oder sonstigem Lebensraum stoßen, bitten wir Sie, dieses Experiment unberührt zu lassen. Die Abbauexperimente können ein Jahr oder länger dauern, die Entfernung unserer Probebehälter würde viele Bemühungen und die Arbeit von Monaten oder Jahren zerstören. Alle im Freiland deponierten Experimente sind mit einem laminierten Infoblatt wie hier dargestellt versehen. Nach Beendigung der Experimente werden selbstverständlich alle verwendeten Versuchsbehälter (in der Regel sind es Sterilisationsbehälter aus Edelstahl, wie sie in der Medizin eingesetzt werden) aus der Umwelt entfernt. Danke für Ihr Verständnis!