Kunststoffe in der UmweltPlastik in Böden und Gewässern

Der Plastikmüll ist als Problem erkannt. Wieso wird dann noch so viel auf den Gehwegen liegen gelassen? Gelangt eine davonfliegende Folie ins Meer? Über die Wege und vor allem die Menge des Plastiks in Böden wird intensiv geforscht. Ein Modell liefert eine aktuelle Schweizer Studie [1], insbesondere mit einem Blick darauf, was für Kunststoffarten da über welche Wege in die Umwelt gelangt. Den Blick auf die bundesweite Problematik eröffnet eine Fraunhofer-Umsicht-Studie [2].

Leere Trinkflasche in einer Pfütze.

Achtlos liegenlassen – Plastik in der Umwelt ist auch an Land ein Problem. Foto: © Plastik in der Umwelt Bernd Nowack/Empa

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Manchmal verrät schon der Müll an den Straßenrändern, dass sich ein Schnellimbiss in der Nähe befindet. Auch entlang von Bahntrassen häuft sich der Plastikmüll durch Verpackungen, Besteck, Strohhalme und weggeworfenen Plastikflaschen. Es gibt sogar ein Fachwort für das achtlose Wegwerfen von Abfall: Littering. Kunststoffe altern, sie reagieren angeregt durch die UV-Strahlung und umgeben von Luftsauerstoff. Dadurch werden sie spröde und zerfallen teilweise, sodass zunächst Makroplastik und ab einer Größe von weniger als fünf Millimeter schließlich Mikroplastik entsteht. Solch kleine Partikel gelangen in die Böden und werden durch Regen in Bäche und Flüsse getragen.

Nicht immer ist der Kunststoffeintrag ganz zu vermeiden. In der Landwirtschaft werden Folien verwendet, um etwa Spargel und Kartoffeln anzubauen oder Strohräder besser lagern zu können. Die Mulchfolien regulieren den Wasserhaushalt der Böden und schützen vor Nachtfrösten. Vielerorts werden Grünabfälle in Plastiksäcken eingesammelt und immer wieder gelangen Blumentöpfe in Grüngutsammelstellen mit in den Häcksler. Es kann auch weggewehte Folie auf Baustellen oder von Ladeflächen verlorene sein.

Ein weiterer Weg führt über den Klärschlamm, wenn in der Toilette Hygiene-Artikel heruntergespült werden, die Plastikfolien enthalten. Zusammengefasst wird all dies unter dem Begriff Post-Consumer-Abfall (s. Schaubild im Anhang).

Böden nehmen zunächst vieles auf – ein Bruchteil gelangt in Gewässer

Die Schweizer Studie im Auftrag des Bundesamts für Umwelt maß 40-mal mehr Plastik in den Böden als in Gewässern. Natürlich beeinflusst das auch auf und im Boden lebende Organismen. Der Abrieb von Autoreifen und Bremsbelägen wurde hier nicht erfasst. Laut einer Fraunhofer-Studie aus dem Jahr 2018 verursachen unsere Schuhsohlen schon 100 Gramm Mikroplastik pro Jahr. Insgesamt werden vier Kilogramm je Kopf berechnet – allerdings sind diese in der Schweizer Studie nicht enthalten.

Materialflüsse

Sieben Kunststoff-Sorten wurden bei der aktuellen Modellierung erfasst: Die Forschenden berechneten, dass rund 0,7 % des jährlichen Kunststoffverbrauchs in die Natur gelangt. Laut Umweltbundesamt summierten sich die Kunststoffabfälle der Haushalte im Jahr 2017 in Deutschland auf 5,2 Mio. Tonnen. Wenn in der Schweiz 5000 Tonnen Plastik in die Umwelt gelangen, wären es in Deutschland also 364.000 Tonnen pro Jahr. Zum Vergleich: Das Umweltbundesamt ging 2018 noch von 330.000 Tonnen aus, von denen allerdings ein Drittel auf den Abrieb von Autoreifen entfiel. In der Studie gehen die Forschenden auch von einer anderen Verteilung zwischen Mikro- und Makroplastik aus.

Die Materialflüsse von sieben verschiedenen Kunststoffen wurden nun im Detail nachvollzogen. Das waren folgende: Polyethylen (low- and high-denity polyethylene; LDPE und HDPE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Schaumstoff (expanded polystyrene, EPS), Polyvinylchlorid (PVC) und Polyethylenstyrol (PVC). Additive wurden bei den Stoffflüssen nicht mit eingerechnet. Für jeden Kunststoff wurde ein eigener Lebenszyklus erstellt, der die Produktion, Nutzungsdauer und Entsorgung sowie Abbaurate berücksichtigt.

Die Wege von Mikroplastik in Böden verlaufen nach der Studie vor allem über Plastikrohre und landwirtschaftliche Folien, beim Makroplastik sind es Flaschen und beispielsweise Tüten. Ins Wasser gelangt Mikroplastik aus Abbauprozessen und aus dem Gebrauch von Textilien, beim Makroplastik sind es Flaschen und Tüten.

Material und Diskussionsstoff für den Unterricht

Die beiden Materialien Umsicht-Studie [2] und die Schweizer Studie [1] erlauben verschiedene Herangehensweise an das Thema. Die Umsicht-Studie bietet eine Fülle von Materialien und bietet auch Diskussionsstoff. So sind dort die geschätzten Pro-Kopf-Emissionen aus verschiedenen Studien angegeben ([2], S. 12, Tab. 3-2), was zu der Frage führt, was jeweils Basis der Studien war, von wann die Daten sind und wie Fakten zu bewerten sind. Nach den Schweizer Berechnungen wäre es gut, auch hierzulande die Materialflüsse genauer zu betrachten und die Werte eventuell neu zu berechnen.

Die Schweizer Studie [1] enthält die Primärliteratur für die Lehrkraft Details, wo welche Arten von Kunststoffen in die Stoffkreisläufe eingebunden sind. Sie zeigt die Komplexität auf, die in der Diskussion vereinfacht werden muss. Sie deutet darauf hin, dass nicht nur der Müll in den Weltmeeren ein Problem ist. Denn auch Bodenorganismen nehmen Plastik und seine Begleitstoffe auf. Die Angabe der Kunststoffart und Freisetzung in die Umwelt pro Kopf macht das Thema sehr anschaulich. Wenn die Abschätzung stimmt, dass davon 6-10 % in die Meere gelangt, wird die Relevanz deutlich. Zugleich ist die Darstellung der Stoffkreisläufe ein Ansatzpunkt, um mögliche Ansatzpunkte zu diskutieren.

 

Zum Weiterlesen:

[1] Kawecke, D.; Nowack, B. (2019). DOI: 10.1021/acs.est.9b02900. Original der Schweizer Studie im Auftrag des Bundesamt für Umwelt in Environmental Science & Technology: Link zum Beitrag im ACS-Journal (auf Englisch)

[2] Fraunhofer-Institut für Umwelt, Sicherheit und Energietechnik, 2018. Studie in Kurzfassung: Link zum PDF

[3] Plastik-Atlas der Heinrich-Böll-Stiftung, 2019 (eine Grafik ist unten auf der Website verlinkt). Link zur Website mit Download-Bereich

[4] Kunststoffabfälle in BRD für das Jahr 2017, Umweltbundesamt. Link zu Daten

[5] Quellen für Kunststoffabfälle vom Naturschutzbund Deutschland e.V. (Stand 2015). Link

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