Sind Biokunststoffe wirklich besser für die Umwelt?

Unter Anja Krieger

Zuckerrohr-Biokunststoff

Biobasiertes Besteck. Woraus genau besteht es, und was ist nötig, damit es biologisch abbaubar ist?

Viele Menschen gehen davon aus, dass alle Biokunststoffe aus Pflanzen hergestellt werden und in der Umwelt vollständig abgebaut werden können. Aber das ist nicht der Fall.

Der Begriff "Biokunststoffe" wird eigentlich für zwei Dinge verwendet: biobasierte Kunststoffe (Kunststoffe, die zumindest teilweise aus biologischem Material hergestellt werden) und biologisch abbaubare Kunststoffe (Kunststoffe, die unter bestimmten Bedingungen in einem angemessenen Zeitraum vollständig von Mikroben abgebaut werden können). Nicht alle biobasierten Kunststoffe sind biologisch abbaubar, und nicht alle biologisch abbaubaren Kunststoffe sind biobasiert. Und selbst biologisch abbaubare Kunststoffe sind nicht in jeder Umgebung biologisch abbaubar. Klingt verwirrend? Das ist es auch.

"Es gibt viele Biokunststoffe oder Materialien, die als Biokunststoffe bezeichnet werden, aber nicht biologisch abbaubar sind", sagt Constance Ißbrücker, Leiterin des Bereichs Umweltfragen beim Industrieverband Europäische Biokunststoffe.

Bei einigen Kunststoffen können die gleichen Polymerketten aus erneuerbaren Quellen hergestellt werden. Die dabei entstehenden Biokunststoffe sind chemisch identisch mit ihren fossilen Gegenstücken. PET zum Beispiel - die Abkürzung für Polyethylenterephthalat, aus dem die meisten Flaschen hergestellt werden - kann synthetisiert werden aus Produkten fossiler Brennstoffe oder aus Pflanzen wie Zuckerrohr. Das resultierende Material ist dasselbe. Solche biologisch nicht abbaubaren Biokunststoffe verhalten sich in der Umwelt genauso wie herkömmliche Kunststoffe und bleiben für eine unbekannte, aber lange Zeit bestehen.

Und nicht nur das, sondern auch keine Normen für Kunststoffe Da sie heute als biologisch abbaubar oder kompostierbar gekennzeichnet sind, eignen sie sich für die Entsorgung in der freien Natur. Können Biokunststoffe angesichts dessen eine Rolle bei der Bewältigung von Umweltproblemen spielen? Oder handelt es sich lediglich um Greenwashing? Die genaue Antwort lautet: Es kommt darauf an.

BioPlastic - PLA: Bedingt kompostierbar

Nehmen Sie zum Beispiel Polymilchsäure (PLA). Dieser Biokunststoff wird zur Herstellung von Einkaufstaschen, transparenten Bechern, 3-D-Druckmaterial und anderen Produkten verwendet. Da er aus pflanzlichem Material wie Maiszucker, Kartoffeln oder Zuckerrohr gewonnen wird, kann er den Bedarf an fossilen Brennstoffen für die Herstellung herkömmlicher Kunststoffe verringern.

PLA ist recycelbar, biologisch abbaubar und kompostierbar. Das bedeutet aber nicht, dass der Ozean - oder eine andere natürliche Umgebung - es problemlos verarbeiten kann.

An Frederik WurmChemiker am Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPIP), sind Trinkhalme aus PLA "das perfekte Beispiel für Greenwashing". Sie sind teurer als andere Trinkhalme aus Kunststoff, lassen sich aber am Strand oder im Meer nicht ohne weiteres biologisch abbauen.

Sind Biokunststoffe wirklich besser für die Umwelt?

"Auf der Verpackung steht zwar, dass sie biologisch abbaubar sind, aber an dem Punkt, an dem sie zu landen drohen, werden sie nicht biologisch abgebaut", sagt Wurm.

Für den biologischen Abbau benötigt PLA industrielle Kompostierungsbedingungen, einschließlich Temperaturen über 136 Grad Fahrenheit. Es muss ordnungsgemäß verwaltet und an spezielle industrielle Kompostier- oder Recyclinganlagen weitergeleitet werden. Unter den richtigen Bedingungen können die Mikroben das Material innerhalb weniger Wochen in Kohlendioxid und Wasser umwandeln. Wenn es jedoch in den Müll gelangt oder weggeworfen wird, bleibt PLA noch viel länger bestehen. Wenn reines PLA im Meerwasser landet, scheint es sich überhaupt nicht biologisch abzubauen.

BioPlastic - PHA: Es ist kompliziert

Von anderen Arten von Biokunststoffen ist bekannt, dass sie sich in der Meeresumwelt besser abbauen. Ob dies im Einzelfall tatsächlich der Fall ist und wie lange es dauert, lässt sich jedoch kaum vorhersagen. Für Kunststoffe, die als biologisch abbaubar oder kompostierbar gekennzeichnet sind, gibt es heute keine Normen, die sie für die Entsorgung in der freien Natur geeignet machen. Der Meeresbiologe Christian Lott und seine Kollegen von HYDRAein privates Forschungsinstitut mit einer Forschungsstation auf der italienischen Insel Elba, haben Biopolymere in einer Reihe von aquatischen Umgebungen von tropischen Stränden bis zum Meeresboden des Mittelmeers getestet. Sie fanden heraus, dass Materialien, die sich in Labortests im Meerwasser biologisch abbauen, dies auch unter den getesteten Umweltbedingungen tun.

Zu den bei HYDRA getesteten Materialien gehören Biokunststoffe, so genannte Polyhydroxyalkanoate (PHA). PHAs werden von Mikroben hergestellt und bestehen aus einem winziges Stückchen des Marktes. Die Nachfrage ist jedoch starkes Wachstum erwartet (PDF) in den nächsten Jahren.

Ein dünner PHA-Film baut sich in tropischer Umgebung auf dem Meeresboden in ein bis zwei Monaten ab, sagt Lott. Aber im Mittelmeer kann es 10 Mal so lange dauern. "Und stellen Sie sich vor, in der Arktis, im Eis oder in eiskaltem Wasser oder in der Tiefsee, wo wir 0 bis 4 Grad haben und kaum Nährstoffe vorhanden sind, haben es Bakterien schwer, diese Materialien zu verdauen", sagt er.

Dies ist der Vorbehalt gegenüber PHAs, sagt Linda Amaral-Zettler, ein Meeresmikrobiologe am Königlich Niederländischen Institut für Meeresforschung (NIOZ). "Obwohl sie in der Meeresumwelt biologisch abgebaut werden können, müssen wir uns darüber im Klaren sein, dass ein Teil der Meeresumwelt nicht mit dem biologischen Abbau kompatibel ist."

In einigen Regionen des Ozeans ist der biologische Abbau so langsam, dass sogar organisches Material wie Fische oder Algen ihre Spuren in den Fossilien hinterlassen können.

"Das Leben ist kompliziert", sagt Lott, "und es geht um das Leben - weil es um biologischen Abbau geht."

Super-biologisch abbaubar?

Selbst bei den besten Abfallbewirtschaftungssystemen ist es realistisch, dass immer etwas Kunststoff entweicht. Denken Sie an den Abrieb von Auto- oder Fahrradreifen, von Schiffsanstrichen, Turnschuhen oder synthetische Kleidungsstücke. In einigen Regionen des Ozeans ist der biologische Abbau so langsam, dass sogar organisches Material wie Fische oder Algen ihre Spuren in den Fossilien hinterlassen können.Könnten wir also einen Kunststoff entwickeln, der so gut wie überall abgebaut wird?

Laut Wurm wäre es theoretisch möglich, molekulare Auslöser in Materialien einzubauen, damit sie wissen, wann sie biologisch abbaubar sind. "Das klingt ausgefallen, ist es auch, und es ist teuer", sagt er. Aber selbst wenn die finanziellen Mittel vorhanden wären, scheint es eine nahezu unmögliche Aufgabe zu sein, molekulare Auslöser für jedes einzelne Material in jeder Umgebung zu finden und einzubauen.

Ein Material, das zwar voll funktionsfähig ist, aber am Ende seiner Lebensdauer sofort biologisch abgebaut wird, "wird es nicht geben. Niemals", sagt Lott.

Unterschiedliche Chemikalien, unterschiedliche Probleme

Außerdem reicht es bei der Betrachtung der Auswirkungen von Kunststoffprodukten auf Mensch und Umwelt nicht aus, nur den Kunststoff selbst zu betrachten. Ein einziges Kunststoffprodukt kann Dutzende von Chemikalien enthalten, von denen einige nachteilige Auswirkungen auf uns Menschen oder andere Organismen haben können, wenn sie in die Umwelt gelangen und aufgenommen werden.

Lisa Zimmerman, Doktorandin in der Abteilung Aquatische Ökotoxikologie an der Goethe-Universität in Frankfurt (Main), hat Forschungen durchgeführt, die darauf hindeuten, dass chemische Mischungen in biologisch abbaubaren oder biobasierten Kunststoffprodukten die metabolische Aktivität des biolumineszenten Bakteriums beeinflussen können Aliivibrio fischeri. In einer Reihe von weiteren Experimenten stellte sie fest, dass diese chemischen Mischungen das Potenzial haben, oxidativen Stress zu verursachen oder das Hormonsystem in lebenden Organismen zu beeinflussen.

"Was ich aus meiner Forschung weiß, ist, dass Biokunststoffe nicht unbedingt sicherer sind als konventionelle Kunststoffe, was die Toxizität der darin enthaltenen chemischen Mischungen angeht", sagt Zimmermann.

Fragen der Landnutzung

Biobasierte Kunststoffe haben auch andere Umweltauswirkungen. Ein großer Kritikpunkt ist der Landbedarf für den Anbau der Pflanzen, denn zweifellos sind Biokunststoffe immer noch Kunststoffe. Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe (IfBB) [PDF] in Hannover, schätzt European Bioplastics, dass biobasierte Kunststoffe weniger als 0,02 Prozent der landwirtschaftlichen Flächen. "Es gibt keine echte Konkurrenz zur Nahrungs- und Futtermittelproduktion", argumentiert Ißbrücker.

Christoph Lauwigi, Vertreter des Arbeitskreises Abfall und Ressourcen beim Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND), sorgt sich jedoch um die Nebenwirkungen eines wachsenden Biokunststoffmarktes. In der deutschen Plastik-AtlasEr erklärt, dass eine Zunahme von biobasierten Kunststoffen den Druck auf Ackerland erhöhen könnte, was zu Wasserknappheit, Wüstenbildung und dem Verlust von Lebensräumen und Artenvielfalt führen könnte. Er weist auch darauf hin, dass die Abhängigkeit von der industriellen Landwirtschaft für die Herstellung neuer Kunststoffe den Anbau von Monokulturen und den Einsatz von Pestiziden verstärken könnte. 

Laut Ißbrücker arbeitet die Industrie an einer geringeren Flächeninanspruchnahme durch die Verwendung von Abfallstoffen oder Algen. Zum jetzigen Zeitpunkt können diese Quellen jedoch noch nicht so effektiv verarbeitet werden wie die derzeitigen Rohstoffe, fügt sie hinzu.

Nischenanwendungen

Kunststoffe, die als "biologisch abbaubar" vermarktet werden, tragen zur Kunststoffverschmutzung bei, wenn sie verloren gehen oder weggeworfen werden. Sie bauen sich in der Umwelt nicht so schnell und vollständig ab, wie der Begriff vermuten lässt, und können daher Wildtiere und Ökosysteme schädigen. Es gibt jedoch einige wenige Anwendungen, bei denen die Verwendung biologisch abbaubarer Kunststoffe einen Nettonutzen für die Umwelt darstellen kann.

In einigen Ländern werden Tüten, die unter industriellen Bedingungen kompostierbar sind, für die Sammlung organischer Abfälle verwendet. Sie können eine sauberere und bequemere Methode als Einwegbehälter sein, um Lebensmittelabfälle für die Kompostierung zu sammeln.

Enzo Favoino, Experte für Abfallwirtschaft an der Scuola Agraria del Parco di Monza in Italien und Vorsitzender des wissenschaftlichen Ausschusses der Zero Waste Europaist überzeugt, dass dies der richtige Weg ist. Weniger organische Stoffe im Müll bedeuten weniger Gärung, so dass die Müllentsorger weniger oft vorbeikommen müssen, um den Müll abzuholen. Das spart nicht nur Geld, sondern steigert auch die Recyclingquoten für andere Materialien wie Papier, Glas, Kunststoff und Metall, sagt er, denn selbst bei den besten Abfallbewirtschaftungssystemen ist davon auszugehen, dass immer etwas Kunststoff übrig bleibt. Die getrennte Sammlung von organischen Abfällen verhindert auch, dass Speisereste auf Mülldeponien und Müllkippen landen, wo sie Methan produzieren können - ein starkes Treibhausgas, das zum Klimawandel beiträgt.

Allerdings verfügt nicht jedes Land über die nötige Infrastruktur, um kompostierbare Tüten für diese Zwecke zu verwenden. In Deutschland zum Beispiel werden kompostierbare Tüten mit einer Technologie aus dem Biomüll herausgesiebt, die nicht zwischen kompostierbaren und herkömmlichen Kunststoffen unterscheidet.

Biologisch abbaubare Kunststoffe werden auch als Mulchfolien für die Landwirtschaft vermarktet, die die Landwirte einfach zum Unterpflügen auf den Feldern liegen lassen können. Seit Jahrzehnten werden Mulchfolien aus Kunststoff auf den Feldern ausgebreitet, um das Pflanzenwachstum zu fördern und Pestizide und Wasser zu sparen. Doch bei herkömmlichen Kunststoffen ist diese so genannte Plastische Kultur können verursachen "weiße Verschmutzung" auf landwirtschaftlichen Flächen anzusammeln, wenn sie nicht entfernt und entsorgt.

Sind biologisch abbaubare Folien eine sichere Alternative? Wenn sie nachweislich im Boden biologisch abbaubar sind, würden sie weniger Umweltverschmutzung hinterlassen. Aber Wind oder Tiere könnten Teile der zerbrochenen Folie in die Luft, in Flüsse oder Meere tragen, wo sie sich möglicherweise nicht biologisch abbauen können. Es besteht auch die Möglichkeit, dass Chemikalien aus den Folien in das Ökosystem des Bodens gelangen. auf dem Prüfstand.

Bewältigung von Verwirrung

Es besteht kein Zweifel, dass Biokunststoffe immer noch Kunststoffe sind. Nur weil einige von ihnen aus Pflanzen hergestellt werden oder das Potenzial haben, unter bestimmten Bedingungen biologisch abbaubar zu sein, können sie nicht als "planetensicher" angepriesen werden. Bei denjenigen, die behaupten, biologisch abbaubar oder kompostierbar zu sein, ist das Kleingedruckte entscheidend.

Alternativ gibt es eine Vielzahl von Optionen, die unserer Meinung nach besser für die Umwelt sind, wie z.B. natürliche Trinkhalme (Weizen-Trinkhalme, Grashalme) oder die alternativen, kompostierbaren Zuckerrohrhalme (PLA-frei), die auf unserer Website erhältlich sind. https://www.ecogreenstraws.com

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht auf Ensia. Lesen Sie es hier.

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