NEUER FOKUS MIKROPLASTIK

Nachschub stoppen!

Das Thema Mikroplastik ist bereits seit den 1970ern bekannt und führte bisher mehr oder minder ein Schattendasein. Heute ist Mikroplastik zunehmend in aller Munde. Plötzlich kommt es nämlich in Form von Nahrung aus dem Meer wieder in die Herkunftsländer zurück. Im Meer nimmt die Kunststoffmenge kontinuierlich zu. Die fünf Plastikinseln in den Weltmeeren mit Makroplastik, die Vorstufe zu sekundärem Mikroplastik, wachsen permanent. Die Inseln sollen jetzt medienwirksam reduziert werden. Aber ist das ein substanzieller Beitrag? – Nur 20% des Kunststoffmülls im Meer schwimmen an der Oberfläche, d.h. bis zu 30 Meter unter der Wasseroberfläche. 80% liegen –zurzeit unwiederbringlich – auf dem Meeresgrund. In Deutschland macht Makroplastik 26% der Kunststoffemissionen [aus Frauenhofer UMSICHT]. Das Gros ist Mikroplastik.

Fünf Thesen

  • 74% des emittierten Kunststoffs ist Mikroplastik
  • 22% des Abwassers gelangt ungereinigt in unsere Binnengewässer
  • Hauptverursacher: Verkehr, Infrastruktur, Bauwirtschaft
  • Binnen- und Küstengewässer erheblich belasteter als Hochsee
  • Intelligentes Kanalmanagement (Maschinen und IT) reduziert Kunststoffemission
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Eigene Darstellung in Anlehnung an: Projektträger Jülich, Forschungszentrum Jülich GMbH (im Auftrag des Bundesministeriums für Bildung und Forschung | Datenquelle Bundesinstitut für Risikobewertung, Umweltbundesamt, Deutscher Bundestag, Drucksache 18/2985 vom 27.10.14
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Eigene Darstellung in Anlehnung an: AWI Litterbase. Anzeige gefiltert nach Mikroplastikpartikeln (100nm - 5mm) pro m² (Abrufdatum 08.05.2018, GIS Viewer 1.0 | Copyright 2017 Alfred-Wegener-Institut Heimholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung).

Auswirkungen auf den Menschen

  • Beeinträchtigung der Fertilität
  • Verschlechterung des Immunsystems
  • Steigerung der Sterblichkeitsrate

Die logische Schlussfolgerung daraus ist, dass die Kunststoffemissionen reduziert werden müssen. Fraunhofer Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT fordert eine Reduktion auf ein 27stel. Im Handel werden Initiativen zur Einsparung von Plastik gestartet, um Kunststoff nicht in den Markt zu bringen. Die Kläranlagen in Deutschland erreichen eine Abscheidung des Mikroplastiks um 95%, wobei 35% des Mikroplastiks davon als Klärschlamm wieder ausgebracht werden.

In Deutschland werden 22% des Abwassers (62% des Niederschlagswassers und weniger als 1% des Schmutzwassers) nicht in Kläranlagen behandelt, sondern ungereinigt in unsere Binnengewässer abgeleitet. Das geschieht an Überläufen im Kanalsystem, sobald diese bei einem Ereignis wie Starkregen entlastet werden müssen. An dieser kritischen Stelle ist der Einsatz moderner Feinrechen ein Muss. Fortschrittliche Betreiber kennen die Lösungen von HST für die Überläufe oder setzen sie bereits ein. Die Mischwasserkanalisation ist mit lediglich 13% Anteil an ungeklärten Niederschlagswasser in Bezug auf die Kunststoffrückhaltung nach heutigem Wissensstand deutlich effizienter als das Trennsystem mit 43%. Die Konzentration von Partikeln/m3 ist in Binnen- und Küstengewässern erheblich höher als in der Hochsee. Deshalb ist die Rückgewinnung in diesen Bereichen auch besonders effektiv.

In weniger entwickelten Infrastrukturregionen gelangt neben dem Mikro- auch das Makroplastik ungehindert in Gewässer. Hier verschiebt sich die Bedeutungshoheit hin zum Makroplastik. Diese Verschiebung wird dadurch verstärkt, dass es in vielen Ländern kein Pfand- und häufig auch kein Sammelsystem gibt. Ergebnis sind Flüsse mit einer geschlossenen Plastikschicht.

Die HST Systemtechnik engagiert sich schon lange für die Reduktion von Kunststoffemissionen. Anfänglich durch Unterstüztung von Hochseeprojekten, wie Pacific Garbage Screening zur Abschöpfung der Makroplastikinseln, verlagert HST nunmehr den Fokus, entsprechend der wissenschaftlichen Erkenntnisse, auf die Reduktion des Neueintrags von Mikroplastik aus Binnengewässern über Flüsse, Häfen und Küstengewässer. Dem Plastikmüll wird so der Nachschub abgeschnitten.

Schon heute hält HST-Technologie mit seinen digitaliserten, intelligenten Rechen und Künstlicher Intelligenz ein Maximum auch des Mikroplastiks aus den Abschlagswassermengen zurück. Basierend auf der optimalen Steuerung der Frachtströme im Kanal wird der HST-Rechen nur ereignisabhängig gereinigt. Dadurch sammlt sich vor dem Rechen ein Filterkuchen an, der nicht nur Makroplastik sondern auch Mikroplastik und andere Fein- und Schwebstoffe zurückhält. Das betrifft den 22 prozentigen Anteil des ungereinigten Abwassers und ist damit ein wesentlicher Schritt zur Reduzierung der Kunststoffemissionen.

Auswirkungen auf das Ökosystem

  • Negative Wirkung auf Organismen durch Strangulation
  • Wirkungen auf Organismen durch Aufnahme (Ingestion) und Ausscheidung (Egestion); durch Akkumulation, Translokation sowie Transfer innerhalb der Nahrungskette
  • Chemische Gefahren durch Freisetzung von Additiven, Monomeren und kritischen Metaboliten
  • Verschleppung von Arten (Drifting)
  • Physikalische Auswirkungen auf ein Ökosystem
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Quelle: Fraunhofer UMSICHT / Kunststoffe in der Umwelt: Mikro- und Makroplastik

Um weitere Schritte in Richtung des reduzierten Emissionsziels von 3,7% zu erreichen, sind neue Technologien, für die Unterbindung des Mikroplastiknachschubs aus Binnengewässern erforderlich. Hierzu initiiert HST eine Hochschul-Challenge unter den klügsten Köpfen. Im Herbst 2019 wird ein Wettbewerb für die beste Lösung der Entnahme von Kunststoffemissionen aus Binnengewässern ausgeschrieben. Die beste Lösung wird von HST in das Produktportfolio aufgenommen.

Damit die Problematik Kunststoffabfall in Gewässern nicht weiter zunimmt, und sich vor allem nicht weiter in Diskussionen verliert, muss jeder seinen Beitrag leisten. Der Anteil der Siedlungswasserwirtschaft ist erheblich. Wo heute Rechen eingesetzt werden, kann das Makroplastik bereits absorbiert werden. Ein Beitrag gegen Mikroplastik und andere Schweb- und Feinstoffe leistet bislang nur der HSR Rechen mit IntelliScreen. Die ökologische Effizeinz wird durch den Einsatz eines Intelli-geleiteten Kanalneztmanagement erheblich gesteigert und findet seine aktuell maximale Leistungsfähigkeit durch die Einbeziehung des Niederschlagsportals Nira.web. Diese Systemtechnik von HST führt dazu, dass nur noch ein Bruchteil des Mikroplastiks, das normalerweise über Schwellen unbehandelt abgeschlagen wird, zunächst in Binnengewässer und danach in Meere gelangt.

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Definitionen Kunststoffarten und -fraktionen
(Fraunhofer – BMU)

Mikroplastik Typ A Erzeugung bei der Herstellung eines Produkts (Kosmetika) – 11%
Mikroplastik Typ B Erzeugung bei der Verwendung eines Produktes (Verkehr, Infrastruktur, Gebäude etc.) – 89%
Sekundäres Mikroplastik entsteht aus der Zersetzung von Makroplastik
vgl BMU 2015 S. 10f – unterscheidet nicht Typ a und Typ B

Klassifizierung und Bezeichnung von Kunststoffabfällen

Durchmesser der Kunststoff-abfälle im Meer Englischer Begriff Deutsche Übersetzung typische Dimensionen betroffener Lebewesen typische Dimensionen industrieller Anwendungen von Kunststoff
> 25 mm Macroplastic Makrokunststoff-teile Wirbeltiere, Vögel Halbzeuge und Endprodukt
5 - 25 mm Mesoplastic Mesokunststoff-teile Vögel , Fische Halbzeuge und Granulat (Pellets)
1 - 5 mm Large microplastic- particle Große Mikropartikel aus Kunststoff Fische, Schalentiere Granulat (Pellets)
< 1 mm Small microplastic particle Kleine Mikropartikel aus Kunststoff Muscheln, Plankton Mikropartikel in der Kosmetikindustrie
Klassifizierung und Bezeichnung von Kunststoffabfällen im Meer auf Basis ihrer Größe im Vergleich zu typischen Dimensionen betroffener Lebewesen und industrieller Anwendungen von. Kunststoff (Quelle: eigene Darstellung nach JRC 2013, STAP 2011)

Quellen:

  • Bertling, Jürgen; Bertling, Ralf; Hamann, Leandra: Kunststoffe in der Umwelt: Mikro- und Makroplastik. Ursachen, Mengen, Umweltschicksale, Wirkungen, Lösungsansätze, Empfehlungen.Kurzfassung der Konsortialstudie, Fraunhoferinstitut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT (hrsg.), Oberhausen, Juni 2018
  • Helcom: Blastic – plastic pathways from land to sea. Pressure 3-2015.
  • Essel, Roland; Engel, Linda; Carus, Michael: Umweltbundesamt: Quellen für Mikroplastik mit Relevanz für den Meeresschutz in Deutschland. 63/2015.
  • Umweltbundesamt: Mikroplastik im Meer – wie viel? Woher? Presseinfo 34, 2015.
  • Umweltbundesamt: Gemeinsam gegen die Vermüllung der Meere. 2014.