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
Schwarzstr. 33, 5020 Salzburg
mittelmeer@aon.at
+43 664 73948050
http://www.robert-hofrichter.com
https://de.wikipedia.org/wiki/Robert_Hofrichter
mittelmeer@aon.at
+43 664 73948050
http://www.robert-hofrichter.com
https://de.wikipedia.org/wiki/Robert_Hofrichter
im Auftrag von
NATURATECH® GmbH
Hintermättlistrasse 1
5506 Mägenwil – CH
Tel.: +41 62 887 24 24
info@naturatech.swiss
www.naturatech.swiss
UID/MWST CHE 115.583.634
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.
Eines der größten Probleme unserer Zeit ist die Umweltbelastung durch Plastik und Mikroplastik (MP, < 5 mm). Die weltweite Gesamtproduktion von Kunststoff liegt derzeit bei fast 400 Millionen Tonnen pro Jahr – und diese Menge könnte sich laut Experten in den nächsten 20 Jahren noch verdoppeln. Dass eine Reduktion wie von Zauberhand gelöst werden, ist unwahrscheinlich, denn derzeit landen noch Millionen Tonnen in den Meeren und in der Umwelt. Immer mehr Menschen setzen daher ihre Hoffnungen in sogenanntes „Bioplastik“, ohne dabei zu wissen, was genau damit 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, geschweige denn in Gewässern. Lange nicht alles, was als „bio“ oder „abbaubar“ gekennzeichnet ist, zersetzt sich in der Natur tatsächlich. Greenwashing ist in Zusammenhang mit Kunststoffen ein prägendes Phänomen. Nicht wenige der enthaltenen Stoffe sind schädlich bis giftig.
Für die Herstellung von Kunsstoffen werden weltweit > 16.000 (!) Chemikalien eingesetzt (nachzulesen unter "State of the Science on Plastic Chemicals"). Mindestens 4.200 davon sollten uns Sorgen machen, denn sie sind persistent, bioakkumulativ, „beweglich“ (sie machen sich also selbständig) oder karzinogener sowie toxischer (PBMT) Natur. Da wir dem Einfluss dieser Stoffe täglich ausgesetzt sind, ist es nur logisch sich nach abbaubarem „Bioplastik“ umzusehen, doch auch das ist nicht ganz einfach, denn die Hersteller mischen verschiedenste Chemikalien dazu, und erst ein präzises analytisches Studium der einzelnen Materialien kann Klarheit darüber schaffen, was in jeweiligem Kunststoff enthalten ist. Dieser Beitrag handelt von einer solchen Studie.
Eine schnelle, einfache Lösung des Problems kann es nach Meinung vieler führender Naturschutzorganisationen aus mehreren Gründen nicht geben. Beispielsweise wird „das Wegwerfmodell unserer Gesellschaft“ unter Verwendung von Schlagwörtern wie „bio“ oder „abbaubar“ nicht grundsätzlich in Frage gestellt. Bei derzeit etwa 8,2 Milliarden Menschen (erwarteter Anstieg bis 2050: 9,7 Milliarden) und unserem verschwenderischen Lebensstil ist eine Reduktion dieses „Plastikmüllmachens“ unerlässlich. Zudem sind zahlreiche Fragen zum Recycling alternativer Kunststoffe (wie auch von Plastik generell) offen. Selbst beim Vorhandensein eines „ultimativen Bioplastiks“ ohne jede schädliche Eigenschaft (ein solches ist die Vision des hier beteiligten Teams) müsste ein umfassendes Sammel- und Recyclingsystem aufgebaut und der ökologische Fußabdruck nachvollzogen werden.
Den meisten Menschen ist nicht klar, worum es sich bei Bioplastik überhaupt handelt. Schon bei der Unterscheidung herkömmlicher Plastiksorten wie etwa PVC, PP, PE, PA, PET, PBT, ABS, PTFE etc. um nur einige zu nennen, herrscht bei vielen Verunsicherung. „Bio“ klingt in der Vermarktung von Produkten immer gut und beruhigend, doch sollte gerade das kritisch hinterfragt werden. Zudem werden dutzende „Bio-Siegel“ verwendet, die, wie bei den oben erwähnten Plastiksorten, mehr zur Verwirrung beitragen als Klarheit zu schaffen. Seit dem Start dieses Projekts im März 2024 hat unser Team herausgefunden, dass beim „Bioplastik“ sehr viel „Schindluder“ also Missbrauch getrieben wird, auch wenn das Etikett vielversprechend klingt. Auch mit dem von uns untersuchten OCEANUS®-Material werden gerade Verbesserungen durchgeführt, um unerwünschte Beimischungen seitens der Hersteller völlig auszuschließen. Unsere Vision ist ein Material, das ausschließlich aus Naturstoffen hergestellt wird, völlig frei von bedenklichen Zusätzen ist und sich in der Natur absolut rückstandsfrei zersetzt.
Was ist Bioplastik – 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 wesentlicher 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 herkömmlichen Plastik. Diese chemischen Verbindungen – die Grundbausteine von Kunststoffen – bestehen aus vielen, kettenartig miteinander verbundenen Molekülen. Das gilt prinzipiell für alle, unabhängig vom Herstellungsverfahren oder den Rohstoffen (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. Auch der ökologische Fußabdruck ist in diese Definition miteinzubeziehen.
- 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 „Bio-Polymere“ meist auch eine Mischung aus fossilen Materialien und nachwachsender Biomasse sein können. Sind das dann noch wirklich Biokunststoffe?
- So gut wie alle der angeblichen „Bio-Polymere“ 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 ist irreführend, dennoch wird es gemacht.
- 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. Dasselbe gilt für alle natürlichen Lebensräume (terrestrisch, limnisch und marin). Auch hier sehen wir die Gefahr der Irreführung von Konsumenten.
- Wir müssen uns demnach vor allzu schnellen „Urteilen“ zur Umweltverträglichkeit von „Bioplastik“ hüten.
- 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 diese Energie kommt (Atomstrom würde beispielsweise der staatlichen Umwelt-Doktrin von Deutschland [Stand Nov. 2024] und Österreich widersprechen),
- ob der Anbau der Rohstoffe wie z.B. Mais, Hanf oder andere nicht insgesamt zerstörerisch (etwa Regenwaldzerstörung für Anbauflächen) bzw. die Nutzung der Ackerflächen und damit verbundenen Düngung nachhaltig ist,
- ob ungesunde oder sogar giftige Additive dem Material beigemengt wurden (was leider wohl auf alle herkömmlichen Plastiksorten zutrifft, siehe Fußnote 1) und
- ob es letztlich tatsächlich unter natürlichen Bedingungen ohne giftige Rückstände in vertretbarer Zeig völlig abgebaut wird. Unsere Erkenntnis: Die Hersteller mischen ihren Polymeren Chemikalien bei, welche die Abbaubarkeit reduzieren, minimieren oder völlig verhindern (auch aufgrund gesetzlicher Vorgaben, um beispielsweise bei Nahrungsmittel-, Arzneimittel- oder Kosmetikverpackungen die Wahrscheinlichkeit einer Verkeimung zu minimieren und dadurch eine längere Haltbarkeit des Produktes zu gewährleisten).
- In der realen Welt ist die Berechnung des tatsächlichen ökologischen Fußabdrucks eines Produkts ein hochkomplexes Vorhaben. Was wirklich nachhaltig ist, ist schwer zu beantworten. Doch ist jede Bemühung zur Verbesserung der Situation wertvoll und unerlässlich. Denn schädliches Mikro- und Nanoplastik findet sich zwischenzeitlich ausnahmslos in uns allen – in unseren Herzen, Gehirnen und überall sonst. Und auch bereits in unseren Kindern. Unser Team setzt sich für ein Material ein, das allen Kriterien der Nachhaltigkeit gerecht werden soll.
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 (Polyglycolsäure)
- SVHC-Stoffen (besonders besorgniserregende Stoffe, substances of very high concern)
- Phthalaten (Weichmacher)
- Farbstoffen
- Gluten sowie
- tierischen Bestandteilen.
Der Weg zu OCEANUS® in seiner heutigen Form war kein leichter. Denn schädliche Additive werden praktisch von allen Herstellern beigemengt (manchmal in sehr geringen Mengen, die sich aber dennoch stark auf die Eigenschaften des Materials auswirken), ohne dass Großabnehmer oder gar Endkonsumenten davon erfahren. Auch Zertifikate namhafter Gutachter können irreführend sein.
Die OCEANUS®-Experimente zu einer 100 %-igen biologischen Abbaubarkeit zu Wasser und zu Lande laufen; sie sind primärer Gegenstand der hier vorgestellten Untersuchung. Derzeit liegt der Weltmarktanteil derartiger Polymere an allen Kunststoffen bloß bei 0,27 %, sie haben aber eine jährliche Wachstumsrate (Compound Annual Growth Rate, CAGR) von 15,9 % und haben zweifellos eine große Zukunft.
Ein wesentlicher Schwerpunkt der Forschung konzentriert sich auf die Frage, wie lange der Abbau in diversen 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.
- Das Rohmaterial ist ein Produkt der Natur bzw. wird von Organismen aus nachwachsenden pflanzlichen Rohstoffen hergestellt.
- Der Anteil an Additiven lag beim ursprünglichen Material am Anfang der Untersuchung bei 6 % (darunter waren auch Substanzen, die eine biologische Abbaubarkeit massiv eingeschränkt haben, wenn nicht sogar verhindern werden). Wie gesagt, laufen die Untersuchungen noch. Zwischenzeitlich werden auf Anregung unseres Teams Optimierungen an den Rezepturen vorgenommen. Die einzigen Additive, welche die Eigenschaften des Polymers verbessern sollen, sind reine Naturprodukte.
- Die entscheidende Frage und Gegenstand des hier vorgestellten Forschungsprojekts ist, wie schnell sich das neue, optimierte 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 es Abbauprodukte gibt, ob also beim Zersetzungsprozess durch Mikroorganismen irgendwelche Partikel und Reststoffe übrigbleiben, und wenn ja, ob diese umweltverträglich sind. Sollte das eintreffen, würde das Team weitere Optimierungen in Richtung einer vollständigen Zersetzung vornehmen.
- Genauere Angaben zur Zerfallsgeschwindigkeit wird diese Studie liefern. Der angenommene Zeithorizont lag beim ursprünglichen Material bei Monaten bis maximal zwei Jahren, nach den Optimierungen erhofft sich das Team eine wesentliche Beschleunigung des Prozesses.
OCEANUS® ist ein Hoffnungsschimmer – das Forschungsprojekt soll aber auch weitere wesentliche Fragen klären
Bei diesem Projekt wird die reale Zerfallsgeschwindigkeit in der Natur ermittelt (jedoch begleitet durch Laborexperimente). Doch beschäftigen uns auch weitere wichtige Fragen.
- Wie können alternative Biopolymere in das bestehende Recycling-System von Ländern, Regionen und Gemeinden integriert werden?
- Muss ein eigenes Recycling-System aufgebaut werden? Wie kann das gesammelte Material wieder sinnvoll genutzt werden?
- Wie können die Herstellungskosten weiter gesenkt werden, so dass alternative Biopolymere (die diesen Namen auch verdienen) mit synthetischen, erdölbasierten Kunststoffen auch wirtschaftlich konkurrieren können?
- Wie kann das Material durch ebenfalls biologisch abbaubare Additive so optimiert werden, dass seine Eigenschaften für verschiedene Applikationen weiter verbessert werden?
- Wie kann die Verrottungsgeschwindigkeit des Materials weiter gesteigert werden? Strukturelle Optimierungen des Rohmaterials und der Produkte daraus werden angestrebt.
- Ermittlung des tatsächlichen ökologischen Fußabdrucks des untersuchten Biopolymers, um seine Nachhaltigkeit unter Beweis zu stellen. (Optimierungen der Prozesse, damit beispielsweise die Transportwege weitgehend reduziert werden).
- Neben der Forschung am Material und dessen Abbauprozessen wollen die Auftraggeber der Studie und die ausführenden Forscher die wesentlichen Punkte des Umweltschutzes nicht außer Acht lassen: Wir müssen als Einzelpersonen (Konsumenten), Gesellschaften/Staaten und als Menschheit unseren Konsum und die Produktion von Abfällen drastisch 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, ungiftiges und restlos abbaubares Biopolymer nicht sein. Wir müssen die Abfallmengen reduzieren, auch wenn es uns gelingt bessere Materialien als heute zu finden. Ausschlaggebende ökologische Probleme „im Hintergrund“ dürfen nicht vernachlässigt werden: 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 – dazu ist die Erde zu sehr mit Plastik verseucht. 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.
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. Jedes Gramm nicht oder schwer abbaubaren und umweltgefährdenden Kunststoffs ist schlicht lebensfeindlich.
Mit dem „Nichtabbau“ dieses Materials in überschaubaren Zeiträumen und seiner Fragmentierung in immer kleinere Teilchen entsteht außerdem eine Art tödliches „Perpetuum mobile“, ein fast nie endender Prozess der Meeresverschmutzung und Gesundheitsgefährdung mit kaum absehbaren Folgen. Wie bereits erwähnt gelingt inzwischen der Nachweis von Mikroplastik bei Lebewesen (auch beim Menschen) in Herz, Hirn und allen anderen Organen.
Die Suche nach Lösungen ist alternativlos – und abbaubare Biopolymere sind ein Teil dieser Alternative, aus der sich schon in wenigen Jahren auch mit Ihrer Hilfe sehr viel Positives entwickeln 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