Vermüllte Landschaften: Die Plastikflut stoppen

Rund 100 Millionen Tonnen Kunststoffmüll kreisen in einem gigantischen Wasserwirbel im Nordostpazifik. Ähnliche Megastrudel mit Plastikabfall gibt es auch im Atlantik und im Indischen Ozean. Vor allem in den armen Ländern der Welt flattern in den Zweigen vieler Büsche Reste von Plastiktüten, der gleiche Abfall bedeckt auch die Ufer von Gewässern und wirbelt durch staubige Straßen. Während die Langlebigkeit der meist preiswert aus Erdöl hergestellten Kunststoffe früher als großer Vorteil galt, hat sich diese Eigenschaft längst als Fluch entpuppt, weil die Landschaft vermüllt. Gefragt wären also Kunststoffe, die in der Umwelt abgebaut werden und so wieder verschwinden.

Auf dem Weg zu einem solchen biologisch abbaubaren Kunststoff gibt es aber einige Sackgassen, wie zum Beispiel ein Polyethylen, das mithilfe von Luftsauerstoff abgebaut wird. Normales Polyethylen – abgekürzt PE – hat mit knapp einem Drittel den größten Anteil am Weltkunststoffmarkt. 52 Millionen Tonnen wurden 2001 hergestellt, etwa für Wasserrohre, Kabelisolierungen und Verpackungen. Diese Substanz besteht aus langen Ketten, deren Glieder Moleküle namens „Ethylen“ sind. Chemiker bezeichnen solche Kettenmoleküle als „Polymere“.

Um das Müllproblem zu mildern, setzen einige Hersteller Zusätze bei der PE-Produktion ein, die dafür sorgen, dass Sonnenlicht und der in der Luft vorhandene Sauerstoff die langen Ketten in kürzere Teile zerlegen. So werden die Plastikabfälle immer kleiner und sind im Idealfall nicht mehr zu sehen – mit bloßem Auge. Gelöst ist das Problem damit keineswegs, denn es bleiben massenhaft kleine Bruchstücke zurück. „Mikroorganismen können nämlich weder intaktes PE noch diese kleinen PE-Bruchstücke zu Kohlendioxid und Wasser abbauen“, erklärt Johannes Ganster vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung in Potsdam.

Mehr noch: An den kleinen Fragmenten können sich Umweltgifte anreichern und von Tieren aufgenommen werden, warnen Wissenschaftler um Ann-Christine Albertsson vom Königlichen Institut für Technologie in Stockholm. Das Team sammelte das derzeit verfügbare Wissen über alle Klassen von PE-Ersatzkunststoffen, die als biologisch abbaubar gelten. Keiner der untersuchten Stoffe könne derzeit das Plastikmüllproblem lösen, schreiben sie im Fachblatt „Environmental Science and Technology“.

Neben dieser Materialgruppe gibt es aber inzwischen eine Reihe verschiedener Polymere, die in der Umwelt vollständig abgebaut werden. Dazu gehört zum Beispiel Stärke. Sie ist nichts anderes als eine lange Kette von Zuckermolekülen, die Pflanzen aneinander hängen, um so den nahrhaften Zucker als Energievorrat speichern zu können.

Unmittelbar einsetzen lässt sich Stärke aber nicht, denn die Substanz ist wasserlöslich. Ein Verpackungsmaterial, das sich schon durch Wasserspritzer aufzulösen beginnt, wäre ziemlich unpraktisch. „Haltbarer werden auf Stärke basierende Kunststoffe, wenn man sie mit Polyestern verblendet“, sagt Ganster. Polyester kommen in der Natur vor, werden technisch aber vor allem aus Erdöl hergestellt. Anders als Polyethylen sind sie biologisch vollständig abbaubar, weil überall vorkommende Mikroorganismen sie in ihre Einzelteile zerlegen.

Einige biologisch abbaubare Kunststoffe wie das aus der Zellulose hergestellte Celluloid und Cellophan gibt es bereits seit fast hundert Jahren. Auch Polymilchsäuren oder Polyactide (PLA) gehören dazu, sie wurden 1932 entdeckt und gerieten kürzlich wieder ins öffentliche Bewusstsein, als Danone Joghurtbecher aus PLA einführte. Umweltschützer kritisierten, das Produkt sei nicht so „grün“ wie es vom Lebensmittelhersteller dargestellt werde. Es fehle beispielsweise ein Recyclingsystem für PLA, die Becher werden nicht aus dem Abfallstrom gefiltert und zu neuen Kunststoffen verarbeitet.

Das liege an der geringen Menge von PLA, konterte Danone. Im Moment lohne es sich noch nicht, einen separaten Kreislauf zu initiieren. Es gibt noch einen weiteren Aspekt: Der neue Kunststoffbecher benötigt 43 Prozent weniger fossile Rohstoffe als das Vorgängermodell. Nicht unwichtig – Bioplastik kann die Industrie unabhängiger vom Erdöl machen.

Für die PLA-Herstellung verdauen Milchsäurebakterien Stärke und Zucker. Dabei entstehen Milchsäuremoleküle, die zu langen Ketten verknüpft werden – oder „polymerisiert“, wie Chemiker sagen. PLA kann zu Trinkbechern sowie durchsichtigen Folien für Schnittblumen und Lebensmittel verarbeitet werden. Zumindest in industriellen Kompostieranlagen wird PLA in wenigen Monate abgebaut.

Große Hoffnungen setzen Chemiker auch auf Polyhydroxyalkanoate (PHA). Diese wasserunlöslichen Biopolymere werden von bestimmten Bakterien gebildet, um Kohlenstoff und Energie zu speichern. Biotechniker wiederum verwenden die Mikroorganismen, um aus Zucker PHA herzustellen. Die Bakterien können sich auch von anderen Rohstoffen ernähren, zum Beispiel von Palmöl. Vor allem aber gibt es in der Umwelt zahlreiche Mikroorganismen, die PHA wieder abbauen.

Vielleicht können diese Stoffe – zusammen mit einer vernünftigen Abfallerfassung und Recycling – helfen, den globalen Müllberg zu verringern. (mit wsa)