Recycling von Kunststoffen Das Plastikdilemma

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Die zunehmende Verwendung von Kunststoffen in unserem Alltag hat zu einem globalen Problem der Plastikverschmutzung geführt. Während das Bewusstsein für diese Problematik wächst, steht das Recycling von Plastik als eine mögliche Lösung im Mittelpunkt vieler Diskussionen, doch das ist alles andere als einfach. Helene Wiesinger von der ETH Zürich wirft einen Blick auf die Herausforderungen und komplexen Aspekte des Plastikrecyclings. 

Erdöl ist eine nicht erneuerbare Ressource, was bedeutet, dass sie sich nicht schnell genug regeneriert, um mit der aktuellen Verbrauchsrate Schritt zu halten. Dennoch ist es eine der wichtigsten natürlichen Ressourcen der Welt und wird in großem Umfang für die Herstellung von Treibstoffen, Kunststoffen, Chemikalien und anderen Produkten verwendet.

Obwohl Innovationen und Technologien die bekannten Reserven erweitern können, gibt es dennoch eine obere Grenze für die Menge an verfügbarem Erdöl. Dazu wird der Abbau von Erdölressourcen aufgrund der zunehmenden Kosten und Umweltauswirkungen schwieriger und teurer. Entsprechend sollte es im Interesse aller liegen, mit den Vorräten, die bleiben, verantwortungsbewusst umzugehen - oder aber im Fall von Kunststoffen bereits hergestelltes Plastik wiederzuverwenden, statt es zu verbrennen.

Plastik ja, Plastikmüll nein?

Doch es gibt ein riesiges Problem: Plastik ist nicht gleich Plastik. Um gewünschte Eigenschaften zu erfüllen, wird Plastik weltweit mit Chemikalien behandelt; bis zu 13.000 verschiedene kommen dabei zur Anwendung und einige von denen sind nicht nur umweltschädlich, sondern können auch den Konsumenten schaden.

Weiterhin gestaltet sich das Recycling von Plastik schwierig aufgrund der Vielfalt der Kunststoffe, der anhängenden Verschmutzungen, der Notwendigkeit der Trennung und Sortierung, wirtschaftlicher Herausforderungen und der Nachfrage nach recyceltem Material. Diese Faktoren erschweren den Prozess und machen ihn oft ineffizient. Eine effektive Lösung erfordert eine verbesserte Infrastruktur, Investitionen in Technologie und eine erhöhte Nachfrage nach recycelten Kunststoffprodukten.

Dass das Thema Plastikrecycling nicht gerade ein triviales ist, beleuchtet Helene Wiesinger in einem eindrücklichen und interessanten Text, den Sie nachfolgend oder auf der Webseite der ETH lesen können. Wiesinger ist Doktorandin am Lehrstuhl für Ökologisches System Design an der ETH Zürich und forscht zu Chemikalien in Plastik.

Plastikrecycling ist kein Patentrezept

Angesichts von Klimakrise und globaler Plastikverschmutzung ist die Wiederverwertung von Materialien für viele das Gebot der Stunde. Recycling kann Ressourcen schonen, Abfälle vermeiden und CO₂-Emissionen senken und ist ein wichtiger Pfeiler für die Kreislaufwirtschaft. Doch während sich manche Materialien relativ einfach wiederverwerten lassen, herrscht beim Recycling von Kunststoffen ein komplexer Zielkonflikt.

So wäre es gerade bei den erdölbasierten Kunststoffen besonders wichtig, sie im Kreislauf zu führen, anstatt nach einmaligem Gebrauch zu verbrennen (thermisch zu verwerten) oder in der Umwelt zu entsorgen. Unseren Plastikmüll – oder genauer: gemischte Haushaltskunststoffe – können wir zwar bereits in zahlreichen Schweizer Gemeinden in einem der vielen Kunststoffsammelsäcke sammeln, um sie maschinell zu trennen und zu recyceln.

Allerdings stößt die Wiederverwertung rasch an Grenzen. Denn mechanisches Recycling ist primär dann ökologisch sinnvoll, wenn das recycelte Material möglichst Primärmaterial ersetzt und so die CO₂-Emissionen bei der Produktion und Verbrennung vermeidet oder verhindert, dass Plastik in Böden und Gewässer gelangt. Dies erfordert jedoch hochwertiges Rezyklat – und genau hier liegt das Problem.

Chemikalien können das Recycling stören

Besonders relevant ist dabei, dass Kunststoffe enorm vielfältig sind. Sie bestehen aus Polymerketten, die sich aus wiederholenden Monomeren zusammensetzen, und enthalten je nach Verwendungszweck viele zusätzliche Chemikalien, etwa Stabilisatoren, Weichmacher oder Flammschutzmittel, die für die gewünschten Eigenschaften sorgen. Für einen Bericht des UN-​Umweltprogramms identifizierten wir bis zu 13.000 verwendete Chemikalien. Viele dieser Stoffe sind für Mensch und Umwelt potenziell schädlich. Trotzdem sind sie teilweise nur unzureichend reguliert.

Die enorme Anzahl an Kunststoffen und Zusätzen vermindert oft die Qualität des Rezyklats, erschwert oder verunmöglicht das Recycling in der Praxis. So hilft es wenig, wenn wir fleißig Plastikabfälle sammeln, aber viele Kunststoffprodukte nicht aus dem hergestellten Rezyklat, sondern nur mit Neumaterial hergestellt werden können.

Gravierender noch: Gerade langlebige Kunststoffprodukte enthalten oft Zusätze, von denen wir mittlerweile wissen, dass sie schädlich für Mensch und Umwelt sind. Erfolgt ihr Recycling gänzlich unkontrolliert, kann es dazu führen, dass regulierte Chemikalien länger im Umlauf bleiben und nicht ausgemustert werden.                                                                                                                                              

Die Kehrseite unserer bunten Kunststoffwelt

Anders als etwa bei Lebensmitteln müssen Hersteller von Plastik ihre Rezepturen und Inhaltsstoffe kaum deklarieren. So ist bei den meisten Kunststoffprodukten nicht bekannt, was sie enthalten und ob sie sicher rezykliert werden können. Hier setzt meine Forschung an. Als Chemikerin versuche ich herauszufinden, wie sich Plastikmaterialien zusammensetzen und ob sie kreislauffähig sind.

Wir haben etwa für eine Studie unlängst gemeinsam mit Kolleg:innen von anderen Schweizer Hochschulen Kunststoffböden aus Polyvinylchlorid (PVC) untersucht. PVC ist ein wichtiger Kunststoff in der Baubranche, der bereits häufig rezykliert wird (Rate: 16 Prozent). Wir haben in der Studie 151 neue PVC-​Bodenbeläge auf Schwermetalle, Weichmacher und andere Chemikalien untersucht. Alle Produkte waren neu und wurden in der Schweiz gekauft.

Das Ergebnis hat uns überrascht: In 24 der neuen Bodenbeläge (16 Prozent) fanden wir bedenkliche und längst verbotene Zusatzstoffe wie Blei als Stabilisator und den Weichmacher DEHP, ein ortho‑Phthalat. Sowohl Blei als auch DEHP dürfen aufgrund ihrer Gesundheitsrisiken in der EU und der Schweiz nicht mehr in Neumaterial verwendet werden. Dass sie dennoch in neuen Belägen vorkommen, ist unserer Ansicht nach auf verschmutztes PVC-​Rezyklat zurückzuführen.

Weitere 29 Prozent der Bodenbeläge enthielten andere ortho‑Phthalate als Weichmacher, die zwar zugelassen, aber ebenfalls besorgniserregend sind: Phthalate stehen teilweise im Verdacht, hormonwirksam und krebserregend zu sein und werden mit diversen Krankheiten in Verbindung gebracht.

PVC-​Böden werden schon länger als eine Hauptquelle für gefährliche Chemikalien in Innenräumen vermutet, da sie Weichmacher abgeben. Trotzdem war bislang nur wenig über ihre chemische Zusammensetzung bekannt.

Wie lässt sich das Dilemma lösen?

Das Beispiel zeigt exemplarisch, wie Vielfalt und Intransparenz in der Kunststoffchemie zirkuläres Wirtschaften verhindern und potenziell Mensch und Umwelt gefährden.

Künftig gilt es Wege zu finden, PVC-​Böden nachhaltig zu recyceln, ohne dabei die Gesundheit der Menschen zu gefährden. Dies erfordert strengere Kontrollen und Verfahren, um schädliche Chemikalien aus recycelten PVC-​Produkten zu entfernen. Für Kunststoffe mit Phthalat-​Weichmachern gibt es bereits praktische Nachweismethoden. Diese sollten ins Recyclingsystem integriert werden.

Für viele andere Chemikalien fehlen schnelle und einfache Methoden. Hier braucht es eine bessere Analytik von Kunststoffen. Insbesondere muss sich aber auch deren Herstellung verändern.

Wollen wir künftig mehr Neumaterial ersetzen, braucht es hochwertigeres Rezyklat. In der Praxis heißt das primär eine geringere Kunststoff-​ und Chemikalienvielfalt, ein einheitlicheres Materialdesign, das Recycling von Anfang an mitdenkt, und transparentere Lieferketten. (sb)

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