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Forschung an Politik: Empfehlungen wider die Plastikflut

doris.knoblauch@ecologic.eu — Wed, 06 Jul 2022 14:48:20 +0000

Forschung an Politik: Empfehlungen wider die Plastikflut doris.knoblauc… Mi, 07/06/2022 - 16:48

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Plastik in der Umwelt ist ein Thema, über das seit Jahren viel geschrieben und diskutiert wird. Nicht weil Plastik besonders sexy wäre. Ganz im Gegenteil: Plastikteile vermüllen Flussufer und Meere, entern Nahrungsketten und Ökosysteme, so dass Fachleute mittlerweile von einem globalen Plastikzyklus sprechen. Uns Menschen scheint derweil ein nachhaltiger Umgang mit Kunststoffen – von der Produktion bis zur Entsorgung – längst zu überfordern. Dabei ist noch immer nicht klar, was passiert, wenn Plastik über die Flüsse bis in die Meere gelangt, dort zerrieben und immer kleiner wird, über verschiedene Organismen den Weg auch in unsere Körper findet oder sich in Böden und Sedimenten ablagert.

Licht in dieses Dunkel bringen wollen 20 vom BMBF finanzierte Forschungsprojekte im Forschungsschwerpunkt „Plastik in der Umwelt – Quellen, Senken, Lösungsansätze“. Seit 2017 arbeiten sie an unterschiedlichsten Fragen, etwa wie man am besten Mikroplastik im Abwasser erfasst und entfernt, wie es sich auf kleine Lebewesen im Wasser auswirkt, wie Kunststoffrecycling besser funktionieren kann, wo auf unseren Straßen besonders viel Reifenabrieb zusammenkommt oder inwieweit Plastikvermeidung von Konsumentinnen dazu beitragen kann, dass weniger Plastik in die Umwelt gelangt.

Dabei sind viele spannende, wichtige, auch überraschende Ergebnisse zusammengekommen, über die wir in diesem Blog berichten möchten. Wir, das sind Doris Knoblauch und Dr. Ulf Stein vom Ecologic Institut, die den Forschungsschwerpunkt Begleitvorhaben PlastikNet unterstützen, und ich als dem Vorhaben assoziierte freie Journalistin. Dabei zäumen wir das Pferd gewissermaßen von hinten auf: Bevor wir uns den einzelnen Projekten widmen und verraten, wie etwa ein Recycling-Schiff das Plastikmüllproblem vor den Küsten des globalen Südens entschärfen könnte oder warum so viele Mikroplastikpartikel beim Waschen von Funktionskleidung ins Abwasser gelangen und was sich dagegen tun lässt, wagen wir gleich den Blick aufs große Ganze.

Einige der Nachwuchswissenschaftlerinnen haben sich nämlich zusammengesetzt, um zu überlegen, was die gesammelten Erkenntnisse praktisch bedeuten. Dabei stellten sie einhellig fest, „dass auf Basis der bisherigen Erkenntnisse schon politisch gehandelt werden kann und muss. Wir sehen vor dem Hintergrund unserer breiten interdisziplinären Expertise eine Reihe von Feldern, in denen politische Handlungen und Regelungen schon heute umgesetzt werden können.“

So heißt es zu Beginn der Politikempfehlungen, die anlässlich der Abschlusskonferenz von „Plastik in der Umwelt“ Ende April vorgestellt wurden. Vielleicht ein bisschen umständlich formuliert, aber die Aussage ist klar: Die Politik muss jetzt handeln. Und wir haben ein paar richtig gute Ideen dafür.

Erster Punkt: die Kunststoffherstellung. Die Forschenden empfehlen, Additive, also potenziell gesundheitsschädliche Zusatzstoffe wie Weichmacher, zu reduzieren und eine Kennzeichnungspflicht für alle Inhaltsstoffe einzuführen. Mikroplastik in Kosmetika und Hygieneprodukten gehören verboten. Für den Bereich Handel konzentrieren sich die Empfehlungen darauf, Einwegkunststoffprodukte zu vermeiden, wie sie oft für Verpackungen genutzt werden. Dabei sollten weniger Verbundwerkstoffe zum Einsatz kommen, deren Recycling sehr aufwändig oder gar nicht möglich ist, und verzichtbare Einwegkunststoffe wie Plastikgeschirr sollten verboten werden. Zudem fordern die Forschenden, dass eine klare Kennzeichnung der Recyclingfähigkeit eingeführt wird, um Verbraucherinnen die Entscheidung für nachhaltige Produkte im Geschäft zu vereinfachen. Und man hat sich vom Nutri-Score inspirieren lassen: So sollte die Ökobilanz einer Verpackung auf ebendieser ausgewiesen sein.

Besonders viel Spielraum, Plastikmüll effektiv zu vermeiden, sehen die Forschenden in der Bauindustrie, dem zweitgrößten Kunststoffanwendungsbereich in Deutschland. Dort lassen sich die Eintragsmengen von Plastik mit geringem Aufwand reduzieren: Zum Beispiel, indem Vorschriften zur Lagerung und Sicherung von Kunststoffen auf der Baustelle oder für den verlustarmen Umgang mit Styropor erlassen werden.

Für den Bereich Abfall halten die Forschenden fest: Kunststoffe vermeiden geht vor Recycling. Trotzdem muss parallel zukünftig mehr recycelt werden, und zwar im eigenen Land – exportierter Plastikmüll bleibt meistens Plastikmüll. Dieser Müll gelangt häufig erst recht in die Umwelt und damit auch in die Meere, weil in den Ländern, in die er exportiert wird, oftmals keine geeigneten Infrastrukturen für Recycling oder Verwertung vorhanden sind.

Diese Empfehlungen müssen noch den Weg in die Politik finden. „Der Transfer guter Vorschläge geschieht nicht von alleine“, mahnte R. Andreas Kraemer bei der Abschlusstagung von „Plastik in der Umwelt“. Die Empfehlungen an politische Entscheidungsträgerinnen weiterzugeben, biete sich aktuell besonders an: Schließlich befinden wir uns in einem Wahljahr. Und bei Koalitionsverhandlungen können konkrete, gut begründete Empfehlungen aus der Wissenschaft ein Korn sein, aus dem Gutes erwächst.

Text von Wiebke Peters

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Wie man aus schmutzigem Plastikmüll neue Wertstoffe gewinnen kann

doris.knoblauch@ecologic.eu — Wed, 06 Jul 2022 14:47:37 +0000

Wie man aus schmutzigem Plastikmüll neue Wertstoffe gewinnen kann doris.knoblauc… Mi, 07/06/2022 - 16:47

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Traumhafte Aussichten oder doch nur ein Traum? Forschende und Fachleute aus der Industrie haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich auch verschmutztes, unsortiertes PET zu 97 Prozent wiederverwerten lässt. Dabei sind allerdings noch ein paar wichtige Fragen offen.

Plastik ist nicht gleich Plastik. Eine der am häufigsten produzierten Kunststoffverbindungen ist Polyethylenterephthalat (PET), von dem pro Jahr über 80 Millionen Tonnen weltweit erzeugt werden, also 80.000.000.000 Kilogramm. Es wird unter anderem zur Herstellung von Kunststoffflaschen, Folien und Polyesterfasern verwendet. Die beiden Bausteine von PET, Terephthalsäure (70 Prozent) und Monoethylenglykol (30 Prozent), gewinnt man in der Regel aus Erdöl. Von der produzierten Menge werden aktuell nur etwa 10 Prozent recycelt, davon wiederum nur etwa zwei Prozent werterhaltend – z.B. Flasche zu Flasche. Der Rest vergeht unrühmlich: 14 Prozent des PET-Aufkommens werden verbrannt, 40 Prozent landen auf der Deponie und 32 Prozent in der Umwelt, 4 Prozent gehen in den Prozessen verloren. Diese Zahlen gelten weltweit; in Deutschland existiert ein Rücknahmesystem für PET-Flaschen. Dies ermöglicht es, dass hierzulande weit über 90 Prozent der PET-Einwegflaschen stofflich verwertet werden. Etwa ein Drittel des recycelten PET-Materials wird dazu verwendet, neue Flaschen herzustellen. Dass PET-Flaschen für neue Verpackungen mit Lebensmittelkontakt eingesetzt werden können, ist übrigens die absolute Ausnahme: So gut wie alles, was im gelben Sack landet, kann nur für andere Anwendungen recycelt werden (z.B. Putzmittelverpackungen oder Müllbeutel).

PET kann also bereits wunderbar recycelt werden – aber nur, wenn reiner PET-Abfall das Ausgangsmaterial ist. Häufig wird PET jedoch für viele andere Verpackungen, für Textilien und weitere Produkte eingesetzt, bei Verpackungen gerne in Kunststoffgemischen – die nach aktuellem Stand der Praxis nicht recyclingfähig sind. Hier setzt das Verfahren an, das Forschende und Fachleute aus der Industrie im Projekt revolPET gemeinsam entwickelt haben. Das Ziel: PET aus Multilayer- und Mischkunststoffen, egal wie dreckig oder ob Etiketten darauf kleben, vollständig in einen Kreislauf zu überführen. Das Verfahren soll dabei ökologisch und ökonomisch nachhaltig sein und eine sinnvolle Ergänzung zu bisherigen, etablierten Systemen darstellen. Erste Ergebnisse wurden am 5. Juli 2021 bei einem von der Forschungsinitiative „Plastik in der Umwelt“ veranstalteten Webinar vorgestellt (ein Factsheet als pdf zum Download gibt es hier).

Bei dem Recyclingverfahren, das Casten Eichert von der am Projekt beteiligten RITTEC Umwelttechnik GmbH vorstellte, werden die chemischen Verbindungen bzw. Monomere, die die Grundbausteine von PET bilden, wieder gelöst. Dafür unterzieht man den PET-Plastikmüll einer chemischen Depolymerisation. Bei dem kontinuierlichen Verfahren, das Eichert und sein Team entwickelt haben, wird Plastikmüll in die PET-Grundbausteine Monoethylenglykol und Terephthalsäure umgewandelt. Der Clou dabei: Es können alle Formen von PET-Abfall umgewandelt werden, ob Flasche, Verpackung oder Textilien. Andere Wertstoffe, wie z. B. PE, PP oder PA, passieren den Prozess unverändert, man kann sie also weiteren Recyclingverfahren zuführen. Die gewonnenen Monomere haben die Qualität von Neuware und können zu hochwertigen PET-Produkten verarbeitet werden. Dieser Prozess ist dabei beliebig oft wiederholbar, weil immer wieder der Grundstoff hergestellt wird und somit kein Qualitätsverlust stattfindet, wie Carsten Eichert erläuterte. Das Verfahren hat bereits Preise gewonnen, darunter den Deutschen Nachhaltigkeitspreis „Next Economy Award 2021“.

Der Durchsatz an PET-Abfällen in der Versuchsanlage, die bei revolPET® zum Einsatz kommt, beträgt 14 Kilogramm PET pro Stunde. Das sei bei weitem noch nicht wirtschaftlich, räumte Carsten Eichert bei seiner Präsentation ein, man arbeite aber daran, die Technologie weiterzuentwickeln. In einem Skalierungsversuch habe man pro Stunde bereits etwa 200 Kilogramm PET verarbeiten können.

Nicht unerwähnt bleiben soll an dieser Stelle, dass chemisches Recycling jüngst massiv unter Beschuss genommen wurde: Umweltverbände sehen die energie-intensiven Verfahren, insbesondere der Pyrolyse, sehr kritisch. Es ist jedoch bei chemischen Recyclingverfahren zu differenzieren: Das Monomer-Recycling des revolPET®-Prozesses unterscheidet sich grundlegend von pyrolytischen Verfahren. Die neue Technologie löst lediglich die Esterverbindungen, bei milden Temperaturen und ohne zusätzlichen Druck. Es wird kein Öl oder Gas produziert, sondern es entstehen Rohstoffe, die vornehmlich der Produktion von neuem PET dienen.

Die Frage, wie die Ökobilanz des Verfahrens aussieht, war entsprechend auch Teil des revolPET-Projekts und wird von einem Team der TU Braunschweig untersucht. Mandy Paschetag stellte einige Zwischenergebnisse vor. Bei der Prozessökobilanzierung werden alle In- und Outputs berücksichtigt. Beispiele für Inputs sind etwa Betriebsstoffe und Energie, für Outputs Reststoffe und Emissionen. Da das im Projekt entwickelte Verfahren sich aktuell noch in einem frühen Entwicklungsstadium befindet, sei die wirtschaftliche Tragfähigkeit noch nicht nachgewiesen, betonte die Wissenschaftlerin. So fehlten unter anderem Daten zu den optimalen Betriebspunkten der einzelnen Anlageteile . Und auch über die Skalierungseffekte – was also passiert, wenn man das Verfahren im Industriemaßstab einsetzt – wisse man noch zu wenig. Ein Vergleich mit der fossil basierten Erzeugung von PET zeige aber, dass das Verfahren CO2-Äquivalente in großem Umfang einsparen kann. Der Prozess auf dem aktuellen, frühen Entwicklungsstand ist bereits in der Kategorie Klimaänderung (Treibhausgasemissionen oder CO2-Äquivalente) knapp 10 Prozent besser als die Bereitstellung von Monomeren über die fossile Route. Die fortschreitende Entwicklung werde erhebliche Einsparpotenziale mit sich bringen, betonte Mandy Paschetag: Bis die Marktreife erreicht sei, könne dies bis zu 80 Prozent gegenüber der Produktion aus fossilen Energieträgern betragen.

Fazit: Ein Verfahren wie revolPET® kann ein wichtiger Baustein sein, um Wertstoffe zurückzugewinnen und länger im Kreislauf zu halten. Aber es ist, auch wenn sein wirtschaftlich und ökologisch sinnvoller Einsatz realisiert wird, nur eine Teillösung des Grundproblems, dass zu viele der produzierten Kunststoffe vorprogrammierter Abfall sind: Gleichzeitig brauchen wir Maßnahmen, um die große Menge des globalen Plastikmülls zu reduzieren – und zwar, bevor er überhaupt entsteht.

Artikelfoto: © RITTEC Umwelttechnik/borowiakziehe, Mathias Mensch

Text von Wiebke Peters

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Wie Mikroplastik Nahrungsnetze entert

doris.knoblauch@ecologic.eu — Wed, 06 Jul 2022 14:46:06 +0000

Wie Mikroplastik Nahrungsnetze entert doris.knoblauc… Mi, 07/06/2022 - 16:46

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Schadet Mikroplastik den kleinen Organismen, die für Ökosysteme so wichtig sind? Eine Teilantwort lautet: Sein Vorhandensein beeinflusst ihre Nahrungsaufnahme, ihre Fortpflanzungsfähigkeit – und Mikroplastik kann von einem Nahrungsnetz ins nächste wandern.

Dass Plastikmüll in der Umwelt ökologische Kreisläufe beeinflusst, wissen wir schon lange. Bilder von Meeresvögeln, die verendet am Strand liegen, weil sie sich in Netzen verfangen oder zu viele Plastikteile gefressen haben, sind traurige Momentaufnahmen dessen, was er anrichten kann.

Die Verbreitung von Mikroplastik lässt sich nicht nur im Meer, sondern auch in vielen Binnengewässern nachweisen. Wichtige und bisher wenig untersuchte Bereiche sind Talsperren und Stauhaltungen. Da sich Mikroplastik dort auf dem Gewässergrund ablagern kann, stellen diese Gewässersysteme mögliche Senken für Mikroplastik dar. Das Projekt MikroPlaTaS, eines der Vorhaben im Forschungsverbund “Plastik in der Umwelt”, untersucht das Vorkommen von Mikroplastik in diesen strömungsberuhigten Gewässerbereichen. Die Wissenschaftler*innen analysieren dabei auch, wie sich Biofilme auf Plastik bilden und warum sich diese bewachsenen Partikel am Boden ablagern. Biofilme entstehen dort, wo Wasser mit Mikroorganismen wie Bakterien oder Algen in Kontakt kommt. Diese Schleimschichten bilden sich auf verschiedensten Oberflächen und sind auch eine wichtige Nahrungsgrundlage für unterschiedliche Wasserlebewesen, etwa Schnecken oder Fadenwürmer. Welche Auswirkungen die Beimischung von Mikroplastik in Biofilmen auf diese Organismen hat, analysieren die Forschenden ebenfalls. Last but not least untersuchen sie, welche Wechselwirkungen zwischen den Nahrungsnetzen und dem Ökosystem bestehen, werfen also einen Blick aufs große Ganze.

Insgesamt sechs Talsperren und Stauhaltungen in Ost- und Westdeutschland haben die Wissenschaftler*innen für ihre Untersuchungen beprobt. Dabei fanden sie vor allem Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) sowie etwas Polystyrol (PS), weitere Polymere spielten kaum eine Rolle. Die Polymermuster an den unterschiedlichen Probennahmestellen waren dabei ähnlich. PE und PP bildeten vor allem die größeren Fraktionen, die kleineren Partikel waren meist Polystyrole. Die meisten Plastikpartikel verbinden sich nach einer gewissen Zeit mit natürlichen Sinkstoffen und sinken zu Boden; je kleiner, umso stärker und schneller ist diese Aggregation. Verschiedene biogeochemische Prozesse führen am Ende dazu, dass Mikroplastik dauerhaft in den Sedimenten gebunden wird. Was dies langfristig für die Ökosysteme bedeutet, ist noch offen.

Mikroplastik, das auf den Boden von Talsperren absinkt, wird automatisch zur „Beimischung“ der natürlichen Nahrungsgrundlage verschiedener kleinerer Organismen wie Fadenwürmer, Flohkrebse oder Rädertierchen. Wie wirkt das Mikroplastik im Futter, ist es schädlich für die Tierchen? Das MikroPlaTaS-Team fand zum einen heraus, dass die Oberfläche der Partikel – unabhängig vom verwendeten Material oder der Größe – bestimmt, ob sie toxisch auf die Organismen wirken. Dabei konnten die Wissenschaftler*innen aufklären, dass durch das Mikroplastik weder oxidativer Stress ausgelöst wird, noch herauslösendes Styrol (Leaching) für die Wirkung verantwortlich gemacht werden kann.

Direkt giftig ist Mikroplastik also nicht, wenn es aufgenommen wird. Allerdings sinkt die Futterverfügbarkeit, wenn sich darin Mikroplastikpartikel finden: Werden mit der Nahrung solche Teilchen gefressen, ist die Nahrungsaufnahme der Tiere geringer, und sie sind nicht in der Lage, so viele Mikroorganismen zu fressen, wie für ihren Energiehaushalt nötig wäre. Die gestörte Nahrungsaufnahme hat wiederum auch Auswirkungen auf die Reproduktionsleistung der Organismen, da sich diese in geringerem Umfang vermehren können. Daraus wird deutlich, dass die Mikroplastikpartikel keine direkte Wirkung auf die Organismen erzielen, sondern durch die Störung der Futterverfügbarkeit eher indirekt wirken. In Langzeitexperimenten konnten die Wissenschaftler*innen auch bei geringeren Mikroplastikkonzentrationen Effekte auf die Reproduktionsfähigkeit von Rädertierchen und Nematoden feststellen als unter kurzzeitiger Beobachtung.

Auf die Nahrungsqualität von Biofilmen wirkt sich Mikroplastik ebenfalls indirekt aus: Die Wissenschaftler*innen haben Biofilme auf verschiedenen Polymertypen – PE, PS, PET sowie Glas – wachsen und von Schnecken abgrasen lassen. Bei schlechteren saisonalen Lichtverhältnissen wachsen die Algen in den Biofilmen auf PE und PET weniger und sind somit eine schlechtere Nahrung für die Schnecken, die sich in der Folge auch in geringerem Umfang reproduzieren.

Ein Blick auf die Nahrungsnetze in Süßgewässern zeigt, dass Kleinstorganismen wie Fadenwürmer, Zuckmückenlarven und Ruderfußkrebse wichtige Beute für Fische sind: Diese Organismen nehmen dadurch verschiedenste Mikroplastikpartikel auf, wie das MikroPlaTaS-Team zeigen konnte. So gelangt das aufgenommene Mikroplastik über die Nahrungskette in höhere Trophiestufen des aquatischen Nahrungsnetzes. Ausgewachsene Zuckmücken dienen Vögeln als Nahrung, womit Mikroplastik auch in terrestrische Nahrungsnetze gelangt.

Was dann mit dem Mikroplastik in den Nahrungsketten passiert, ist noch nicht geklärt. So wurde im Projekt nicht untersucht, ob Mikroplastik von den untersuchten Organismen vollständig verdaut bzw. abgebaut oder – was am wahrscheinlichsten ist – einfach wieder ausgeschieden wird; unter welchen Bedingungen ein Abbau unter Umständen möglich wäre, bleibt also offen. Bekannt sind bestimmte Flohkrebsarten in mariner Umgebung dafür, Plastikteilchen durch den Verdauungsvorgang zu zerschreddern. Auch die in den verschiedenen Bereichen von Gewässern vorhandenen Enzyme und Mikroorganismen könnten unter Umständen dazu beitragen, dass Mikroplastik angegriffen oder abgebaut wird.

Foto: Quinten de Graaf/Unsplash

Text von Wiebke Peters

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Reifenabrieb hat den größten Anteil am Mikroplastikeintrag in die Umwelt

doris.knoblauch@ecologic.eu — Wed, 06 Jul 2022 14:44:55 +0000

Reifenabrieb hat den größten Anteil am Mikroplastikeintrag in die Umwelt doris.knoblauc… Mi, 07/06/2022 - 16:44

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Diese Zahl überrascht: Jedes Jahr gelangen pro Bundesbürger etwa 1,2 Kilogramm Reifenabrieb, also Partikel, die durch das Reiben von Autoreifen auf dem Straßenbelag entstehen, in die Umwelt. Damit belegt Reifenabrieb Platz eins unter den Emissionen von Mikroplastik.

Es besteht also Handlungsbedarf – doch um geeignete Maßnahmen zu entwickeln, braucht man belastbare Daten darüber, wo wieviel Reifenabrieb entsteht und wie er sich in die Umwelt verteilt. Im Projekt „Reifenabrieb in der Umwelt“ (RAU) haben Forschende der TU Berlin gemeinsam mit Kooperationspartnern aus Wissenschaft und Industrie untersucht, wo im Straßenverkehr besonders viel Reifenabrieb entsteht, auf welchen Wegen er in die Umwelt gelangt und wie er effektiv beseitigt werden könnte. Die Ergebnisse wurden im Sommer 2021 bei einem Webinar vorgestellt.

Reiben Gummi und Straßenbelag aneinander, entsteht je nach Gewicht des Gefährts, Tempo, Art des Untergrunds und weiterer Einflussfaktoren ein Abrieb, der etwa jeweils zur Hälfte aus Reifengummi und Fahrbahnbelag zusammengesetzt ist. Durch Abschwemmung per Regenwasser wird der Abrieb weitertransportiert und sammelt sich in der Kanalisation. Das dabei entstehende Abwasser ist hoch problematisch, denn meist leiten Regenwasserüberläufe in Gebieten mit Trennsystemen von der Straßenoberfläche ablaufendes Wasser mitsamt dem Abrieb direkt in Gewässer ein. In Städten mit Mischsystemen, bei denen Regen- und Schmutzwasser gemeinsam abgeführt werden, kann das auch passieren, wenn bei Starkregen die Klärwerke überlastet sind.

Reifenabrieb entsteht nicht gleichmäßig. Im Projekt RAU untersuchten die Forschenden an innerstädtischen Straßen in Berlin unterschiedliche Verkehrssituationen: Kurven, Geraden, Anstieg, Kreisverkehr und Ampeln bzw. Lichtsignalanlagen, wie es korrekt heißt. Dazu mussten zunächst neuartige und aufwändige Techniken zur Probenahme entwickelt werden. Dr. Jens Reiber vom Unternehmen Wessling erläuterte die angepasste Probenaufbereitung und die neuartigen Analyseverfahren.

Besonders viel Reifenabrieb fanden die Forschenden im Bereich von Kurven und an Lichtsignalanlagen, also an Stellen, wo die Reifen besonders gestresst werden. Kurven bzw. Kreuzungen, an denen typischerweise viel abgebogen wird, sind dabei deutlich belasteter als Ampeln, wo schließlich auch nicht jedes Auto zum Stehen kommt und wieder anfahren muss. In Geraden und bei Anstiegen entsteht hingegen nur wenig Abrieb. Natürlich im Verhältnis zur Verkehrsmenge gesehen: Je mehr Autos fahren, umso mehr Reifenabrieb entsteht.

Welche Faktoren den größten Einfluss darauf haben, wieviel Reifenabrieb zustande kommt, hat RAU-Kooperationspartner und Reifenhersteller Continental untersucht. Das Ergebnis: Am wichtigsten ist das individuelle Fahrverhalten. Das leuchtet unmittelbar ein, wenn man an Brems- und Beschleunigungsspuren auf dem Asphalt denkt. Wichtig außerdem, in absteigender Reihenfolge: Kurvenverlauf, Straßenbelag, Fahrzeug, Reifendesign, Temperatur und Nässe bzw. Trockenheit. Laut Conti-Experte Dr. Frank Schmerwitz hat die Reibung zwischen Reifen und Straße aber auch eine wichtige Funktion: Dadurch entstehe Grip und mehr Sicherheit im Straßenverkehr.

Wenn es regnet, gelangen zwischen 12 und 20 Prozent des Reifenabriebs in die aquatische Umwelt. Im besten Fall kommt vorher die Kehrmaschine vorbei. Auch dies wurde im Projekt eingehend untersucht. In Versuchen auf der Straße sowie in der Halle analysierte der RAU-Projektpartner Sieker, wieviel Kehricht die Maschinen aufnehmen und welche Teile des Reifenabriebs dabei aufgenommen werden – oder eben nicht. Bereits der Hallenversuch zeigte: Bis zu etwa 80 Prozent der Partikel schluckt die Kehrmaschine, von den Kleinstteilen etwa 55 Prozent. Auf der Straße sind die Werte schlechter, unter anderem weil sich dort Ritzen im Fahrbahnbelag finden und die Kehrmaschine wegen parkender Autos oft nicht direkt am Straßenrand kehren kann. Das Fazit des Projektpartners: Grundsätzlich hat die Straßenreinigung einen guten Effekt, der allerdings verbessert werden könnte. Insbesondere in den Straßenrändern sammelt sich enorm viel Reifenabrieb, der oft nicht aufgenommen werde, berichtete Sieker-Experte Dr. Harald Sommer.

Wo bleibt der Reifenabrieb am Ende? Etwa 60 Prozent gelangt in unsere Böden, 20 Prozent ins Oberflächenwasser, also über das Niederschlagswasser in die Gewässer. Davon geht ein Teil – 2 bis 5 Prozent – über die Flussmündung letztendlich ins Meer. Das klingt erst einmal nach wenig, ist es aber nicht: Bei 1,2 Kilogramm pro Bundesbürger und Jahr sind es 24 bis 60 Gramm und damit insgesamt 1,92 bis 4,8 Millionen Kilogramm Reifenabrieb, mit denen alleine wir Deutschen jedes Jahr die Meere verunreinigen.

Am Ende des Webinars stand die Frage, worin die größten Potenziale liegen, Reifenabrieb in der Umwelt zu reduzieren. Daniel Venghaus empfahl, sich auf den Straßenbelag zu konzentrieren: Am besten sei es, den Reifenabrieb dort möglichst zu halten und mit der Straßenreinigung zu entfernen. Dabei müssten insbesondere die Feinpartikel besser aufgesammelt werden, ergänzte Dr. Harald Sommer. Dr. Frank Schmerwitz setzte auf individuelle Verantwortung, sprich das Fahrverhalten, und eine intelligente Beeinflussung von Verkehrsströmen. Einen praktischen Tipp hatte RAU-Projektkoordinator Prof. Matthias Barjenbruch: Die Straßen vor dem Regen reinigen! Die Touren der Straßenreinigung sollten besser geplant werden. Und natürlich müssten wir als Gesellschaft weniger das Auto, dafür mehr ÖPNV und Fahrrad nutzen.

Text von Wiebke Peters

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Unerwünschte Fasern: Mikroplastik aus Textilien

doris.knoblauch@ecologic.eu — Wed, 06 Jul 2022 13:15:11 +0000

Unerwünschte Fasern: Mikroplastik aus Textilien doris.knoblauc… Mi, 07/06/2022 - 15:15

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Durchs Wäschewaschen gelangt viel Mikroplastik aus Sport- und Outdoor-Textilien in den Wasserkreislauf. Man kann aber bereits bei der Produktion gegensteuern, und auch Konsumentinnen können etwas tun. Fast jeder hat Outdoor- oder Sportklamotten im Schrank – sie sind bequem, vielseitig einsetzbar und meist pflegeleicht. Bei der Wäsche von Textilien aus Kunststoffen oder Kunststoff-Gemischen gelangt allerdings Mikroplastik in den Wasserkreislauf. Verlässliche Zahlen dazu gibt es nicht, aber seriöse Schätzungen: Etwa 20 bis 35 Prozent des gesamten Mikroplastikmülls stammen aus Textilien. Dieser tritt meist in Form von Fasern auf. Sie können besonders schädlich sein, denn Fasern verursachen unter anderem Verstrickungen im Verdauungstrakt von Tieren. Wie kann diese Umweltbelastung verringert werden? Mit dieser Frage hat sich das Projekt TextileMission im Verbund „Plastik in der Umwelt“ befasst.

Das Projektteam nahm sich des Problems aus unterschiedlichen Perspektiven an. Ein wichtiges Ziel war herauszufinden, wieviel Mikroplastik bei der typischen Haushaltswäsche überhaupt ins Abwasser eingetragen wird: Es sind bis zu insgesamt 300 Milligramm (mg) pro Kilogramm Textilien in der ersten Wäsche, über 10 Wäschen können bis zu 1000 mg emittiert werden, die zu 99 Prozent aus Polyester bestehen. Interessant sind folgende Detailbefunde: 40 bis 60 Prozent des Mikroplastiks werden bei der ersten Wäsche ausgetragen. Dies liegt vor allem daran, dass sich in Neuware Produktionsrückstände finden, die etwa durch die abrasive Wirkung der Stricknadeln entstehen, außerdem können die Waren durch den Transport verunreinigt sein. Jedes Textil wurde im Versuch mindestens 10-mal gewaschen, einige Teile wurden auch Trageversuchen und bis zu 30 Pflegezyklen unterzogen, um eine möglichst lebensnahe Abnutzung zu simulieren.

Ein wichtiger Parameter für den Mikroplastik-Austrag war die Beladung der Maschine. Im ersten Waschgang war er doppelt so hoch, wenn 1,5 statt 3,5 Kilogramm Wäsche gewaschen wurden. Der Grund: Je geringer die Beladung, umso stärker die mechanische Beanspruchung der Textilien. Wer seine Maschine also gut füllt, schont Portmonee und Umwelt gleichzeitig.

Kläranlagen werden mit dem Großteil dieser Mikroplastik-Fasern fertig. Über 90 Prozent werden in Deutschland herausgefiltert, wie das TextileMission-Team ermittelt hat. Das funktioniert natürlich nur, wenn das Abwasser aus dem Haushalt auch in der Kläranlage ankommt. Insgesamt gelangen in die Kläranlagen in Deutschland nach Projektschätzungen jährlich zwischen 42 und 979 Tonnen PET aus der Haushaltswäsche – ein enorm hohes Aufkommen. Unter Berücksichtigung des Rückhalts in den Kläranlagen werden immer noch 2 bis 47 Tonnen Mikroplastik in die Natur ausgetragen. Abhilfe schaffen könnten eine optimierte Produktion mit einer nachgelagerten Reinigung. Dabei müsste allerdings sichergestellt werden, dass das Mikroplastik vollständig aus dem Prozesswasser herausgefiltert und einwandfrei entsorgt wird. Hier sind die Hersteller und die global produzierenden Labels in der Verantwortung.

Ein weiteres TextileMission-Team beschäftigte sich mit der Frage, welche alternativen Fasern die Umweltbilanz von Sport- und Outdoor-Textilien verbessern und gleichzeitig die Mikroplastik-Problematik verringern können. Die Forschenden analysierten, ob recyceltes PET und Celluloseregeneratfasern (Viskose, Modal, Lyocell) hinsichtlich Rohstoffgewinnung, Herstellung und Entsorgung Potenzial als nachhaltigere Alternative zu Neupolyester haben. Die Antwort lautet ja – allerdings in Abhängigkeit von spezifischen Bedingungen wie Anbau- und Produktionsstandort, Betriebsweise, Energiemix und Abfallmanagement. Recyceltes Polyester kann im Vergleich zu Neupolyester Nachhaltigkeitsvorteile bei der Produktion haben, trägt aber ebenfalls zur Mikroplastikproblematik bei. Celluloseregeneratfasern werden aus natürlich vorkommenden, nachwachsenden Rohstoffen erzeugt, die Herstellung erfordert allerdings chemische Prozesse. Sie sind unter spezifischen Umweltbedingungen biologisch abbaubar und bieten dadurch die Möglichkeit, Mikroplastik-Emissionen in die Umwelt zu reduzieren. Eine weitere Idee für zukünftige Outdoor-Stoffe: Textilien zu entwickeln, die weniger Mikroplastik emittieren und auch weniger Additive enthalten, etwa Farbstoffe.

Auch mit der Frage, wie Konsumentinnen zu einem geringeren textilen Mikroplastikeintrag in die Umwelt beitragen können, haben sich die Wissenschaftlerinnen befasst. Ihre Empfehlungen: keine Fast Fashion, langlebigere und weniger Textilien kaufen, auch mal gebrauchte Kleidung kaufen. Und darauf achten, dass kein textiler Müll in die Umwelt gelangt, etwa indem aussortierte Kleidungsstücke an soziale Kleiderkammern, Second-Hand-Läden oder nachweislich gemeinnützige Altkleider-Containern gegeben werden.

Die hier beschriebenen Ergebnisse wurden bei einem Webinar von „Plastik in der Umwelt“ am 26.8.2021 vorgestellt. Mehr Informationen dazu, alle Präsentationen und weiterführende Links unter https://bmbf-plastik.de/de/veranstaltung/webinar-4-Plastikemissionen-in-der-Textilindustrie.

*Foto: Lena Aebli, Ecologic Institut

**Text von Wiebke Peters

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Leider fast unverzichtbar: Kunststoffverpackungen im Handel

doris.knoblauch@ecologic.eu — Wed, 06 Jul 2022 13:13:59 +0000

Leider fast unverzichtbar: Kunststoffverpackungen im Handel doris.knoblauc… Mi, 07/06/2022 - 15:13

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Viele Verbraucher*innen wünschen sich, plastikärmer einkaufen zu können. Wie das gelingen kann, haben Forschende untersucht und dabei vor allem viel über Hemmnisse herausgefunden, die zeigen, dass der Weg in eine kunststoffreduzierte Einkaufswelt noch weit ist.

Wer im herkömmlichen Supermarkt vor den Obst- und Gemüseregalen steht, sieht vor allem: Verpackungen aus Kunststoff. Nach Angaben des Statistischen Bundesamts fallen pro Kopf und Jahr in Deutschland insgesamt etwa 39 Kilogramm Kunststoffverpackungen an. Egal ob Banane oder Birne, italienische Zucchini oder Mini-Tomaten aus regionalem Bio-Anbau, fast alles ist portionsweise in Plastik eingewickelt oder abgepackt.

Das Forschungsprojekt „Verbraucherreaktionen bei Plastik und dessen Vermeidungsmöglichkeiten am Point of Sale“ (VerPlaPoS) hat nun untersucht, wie und in welchem Umfang Verbraucher*innen bereits durch ihre Kaufentscheidung am Ort des Einkaufs Verpackungen aus Kunststoff reduzieren bzw. vermeiden können. Ein Team von Wissenschaftler*innen verschiedener Fachdisziplinen hat sich dieser Fragestellung aus unterschiedlichen Blickwinkeln genähert: Es führte sozialwissenschaftliche Erhebungen durch, entwickelte neue Verpackungen und analysierte verschiedene Vermeidungs- und Recyclingstrategien aus betriebswirtschaftlicher Perspektive. Bei VerPlaPoS ging es dabei nicht nur um Verpackungen im Supermarkt, auch das Thema Textilien und wie sie auf ihrem Weg von der Produktion zur Konsumentin oder zum Konsumenten verpackt werden, spielte eine wichtige Rolle (dazu ein andermal mehr). In diesem Beitrag konzentriere ich mich beispielhaft auf das Thema Kunststoffverpackungen im Supermarkt.

Besonders spannend finde ich, wie Verbraucher*innen (re)agieren, wenn es im Supermarkt verschiedene Optionen gibt, zwischen denen sie wählen können. Das hat das Team in zwei Feldstudien untersucht: Im ersten Versuchsaufbau wurden Kund*innen beim Kauf von Gemüse und Obst beobachtet und anschließend befragt, warum sie unterschiedliche Plastikbeutelchen (z.B. aus biologisch abbaubarem Kunststoff) benutzen oder eben nicht. Und in der zweiten Studie konnten Verbraucher*innen zwischen verschiedenen Verpackungen (z.B. aus recycelten Kunststoffen) für Snacktomaten auswählen.

Die Gretchenfrage der ersten Studie lautete: mit oder ohne Beutel? Pro Kopf und Jahr etwa 40 solcher so genannter Hemdchenbeutel, die griffbereit verfügbar und zudem kostenlos sind, werden in Deutschland genutzt. Für die Studie bauten die Forschenden in vier Supermärkten „Verpackungsinseln“ auf, wo klassische Hemdchenbeutel ebenso wie drei Verpackungsalternativen zu finden waren: klimaschonender hergestellte, aber nicht recyclingfähige Hemdchenbeutel, kompostierbare Hemdchenbeutel und Papiertüten. Die konventionellen Hemdchenbeutel waren kostenlos, die anderen kosteten einen bzw. vier Cent pro Stück. Die Verbraucher*innen wurden bei ihrem Kauf von Obst und Gemüse beobachtet und anschließend befragt. Die meisten, nämlich über 60 Prozent von ihnen, griffen gar nicht zum Beutel. Sie kauften lose bereitliegendes Obst und Gemüse verpackungsfrei ein bzw. nutzen selbst mitgebrachte Beutel. Gut die Hälfte der Käufer*innen, die eine Einwegverpackung wählten, entschieden sich für einen Gratis-Hemdchenbeutel. Nur ein kleiner Teil (rund 17 Prozent) der Verbraucher*innen war bereit, einen Aufpreis für eine umweltfreundlichere Transportverpackung zu bezahlen.

Nach Ansicht der Forschenden zeigen die hohe Anzahl der verpackungsfreien Einkäufe, dass die Nutzung von Einwegbeuteln noch weiter reduziert werden könnte. Dies wäre die beste Lösung, um den Plastikverbrauch zu reduzieren.

Im zweiten Feldexperiment (ebenfalls in den vier Supermärkten durchgeführt) untersuchten die Wissenschaftler*innen, ob und wie Verbraucher*innen alternative, nachhaltigere Verpackungslösungen am Beispiel Snacktomaten wählen. Zur Auswahl standen bei diesem Experiment Verpackungslösungen aus Pappe, R-PET (Recycling-PET), PLA (Biokunststoff) und konventionellem PET. Im Ergebnis griffen 53 Prozent der Verbraucher*innen zu nachhaltigen Verpackungslösungen trotz eines höheren Preises – im Versuch waren es immerhin 11 Cent pro Packung.

Bei den Snacktomaten war ein großer Teil der Verbraucher*innen also bereit, durch eine aktive Kaufentscheidung einen nachhaltigen Beitrag zu leisten, um konventionelle Plastikverpackungen zu vermeiden – auch wenn dies einen Aufpreis verlangt. Im Alltag fehlt aber häufig das Wissen für solche Entscheidungen, und es stehen meist keine nachhaltigen Verpackungsalternativen zur Verfügung, denn nach wie vor ist herkömmlicher Kunststoff für Händler und Hersteller aufgrund des niedrigen Preises oft die erste Wahl bei Verpackungslösungen.

Das Fazit der Autor*innen: Für Verbraucher*innen ist es schwierig, sich für nachhaltigere Alternativen zu entscheiden. Zum einen sollten Verpackungen auf ein Minimum reduziert werden, oder Produkte in „umweltfreundlicheren“ Verpackungen gekauft werden. Bislang sind alternative Verpackungen buchstäblich Mangelware, auch weil Industrie und Hersteller nicht ausreichend in die Pflicht genommen werden. Zum anderen ist verpackungslos auch nicht immer das Beste für die Umwelt: Beispielsweise kann die Umwelt auf andere Weise belastet werden, etwa indem Lebensmittel schneller verderben.

Diese Ergebnisse passen auch zu den Resultaten einer anderen Untersuchung des Projektes VerPlaPoS zum „Entsorgungs- und Vermeidungsverhalten von Verbraucher*innen“. Dabei sammelten die Wissenschaftler*innen in einer deutschlandweiten Online-Umfrage Veränderungsvorschläge und -wünsche, welche konkreten Maßnahmen die Reduktion von Kunststoffverpackungen in ihren alltäglichen Abläufen erleichtern könnten.

Von der Politik fordern die Teilnehmenden Gesetze, um Industrie, Hersteller und Handel stärker zu Maßnahmen zu verpflichten, mit der sich eine Verpackungsreduktion erreichen lässt. Solche Gesetze könnten beispielsweise die Verpackungsgestaltung betreffen oder Rahmenbedingungen schaffen, damit im Handel stärker auf Nachfüll- und Pfandsysteme umgestellt wird. Verboten werden sollten vor allem Einwegverpackungen, -flaschen und -tüten sowie Mehrfach- und Umverpackungen. Als hilfreich werden auch ökonomische Instrumente wie Steuern auf Kunststoff(verpackungen) eingeschätzt. Generell besteht der Wunsch nach einem größeren Produktangebot in Mehrwegverpackungen, zum Beispiel auch für Hygieneprodukte, Wasch- und Reinigungsmittel. Außerdem wünschen sich die Studienteilnehmenden insgesamt ein größeres Sortiment an unverpackten Produkten, etwa abfüllbare Shampoos oder Reinigungsmittel, die auch in Drogeriemärkten oder Discountern angeboten werden sollten. Allerdings ist dies verbunden mit der Erwartung, dass lose Alternativen nicht teurer sein sollten als verpackte Produkte. Der Preis spielt bei Überlegungen der Konsument*innen, verpackungsreduzierter einzukaufen, eben doch eine wichtige Rolle.

Die hier vorgestellten Ergebnisse und viele weitere interessante Resultate finden sich im Abschlussbericht von VerPlaPoS wieder. Dieser ist online abrufbar.

Text von Wiebke Peters

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Auf der Spur von Mikroplastik in Gewässern

doris.knoblauch@ecologic.eu — Wed, 06 Jul 2022 13:12:35 +0000

Auf der Spur von Mikroplastik in Gewässern doris.knoblauc… Mi, 07/06/2022 - 15:12

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Mikroplastik gelangt auf vielen Wegen in Fließgewässer oder das Meer. Forschende haben nun untersucht, welche Quellen und Einflussfaktoren dabei besonders relevant sein können und wie sich die Plastikteilchen im Wasser verhalten. Solche Grundlagenforschung ist unerlässlich, um Strategien zu entwickeln, wie man die Belastung von Gewässern mit Mikroplastik in Zukunft vermindern kann.

Die Donau, zweitgrößtes Flusssystem Europas, entspringt im Schwarzwald und fließt unter anderem durch Ingolstadt und Passau, bevor sie sich Richtung Osten und ins Schwarze Meer begibt. Den deutschen Abschnitt des Flusses hat das Vorhaben MicBin im Forschungsschwerpunkt „Plastik in der Umwelt“ untersucht: Die Forschenden wollten die Menge an Plastikteilen – größere, kleinere und insbesondere Mikroplastik – ermitteln, die in den Fluss gelangt, und mehr über die Hauptquellen des Plastikeintrags herausfinden. Auch Antworten auf die Fragen, wie Mikroplastik transportiert wird, wo es sich ablagert und wie (schnell) es zerfällt, hat das MicBin-Team gesucht. Ein weiteres Forschungsteam aus dem Verbund hat sich mit der Weser befasst: Im Projekt PLAWES ging es darum, eine Kunststoffbilanz für das System Weser-Nationalpark Wattenmeer zu erstellen. Dafür analysierten die Forschenden vor allem die Kontamination mit Mikroplastik in Weser, Wesermündung und Wattenmeer. Fragen, die beide Forschungsteams außerdem beschäftigten: Wie kann Mikroplastik im Wasser überhaupt sinnvoll beprobt, aufbereitet und gemessen werden? Wie lassen sich die Ergebnisse modellieren, um besser zu verstehen, wie sich Mikroplastik in der Umwelt in Zeit und Raum verteilt? Und mit welchen Strategien kann man Einträge vermindern?

Viele Fragen, hohe Komplexität – und eine schwierige Datenlage. Das beginnt schon bei der Messung: Bislang existieren keine standardisierten Methoden zur Probenahme, Aufbereitung und Analyse von Mikroplastik, wie MicBin-Projektkoordinatorin Dr. Nicole Zumbülte berichtet. Bei MicBin ebenso wie PLAWES kombinierten die Wissenschaftlerinnen Feldmessungen mit Laboranalysen und der Modellierung von Daten, um Genaueres über Einträge, Konzentrationen, Transport und Verbleib von Mikroplastik in Gewässern herauszufinden. Dabei stellten sie zum Beispiel fest, dass die Mikroplastik-Gehalte im Gewässer stark schwanken und jede Probe immer nur eine Momentaufnahme ist.

Die Analyse von Mikroplastik ist sehr aufwändig: Die Teilchen müssen im Labor von den Filtersieben abgelöst und von anderen Partikeln wie Sand oder Pflanzenresten abgetrennt werden. Dieser Schritt kann bis zu vier Tage pro Probe dauern, was auch daran liegt, dass bei der Analyse eine Verunreinigung durch Mikroplastik vermieden werden muss, welches etwa aus der Luft, von der Kleidung oder durch Laborutensilien nachträglich in die Proben gelangt.

Um den Eintrag in Fließgewässer abzuschätzen, haben die MicBin- und PLAWES-Teams eine Vielzahl von Wegen berücksichtigt, auf denen Mikroplastik ins Wasser gelangt. Bei diesen so genannten Eintragspfaden kann man grundsätzlich unterscheiden zwischen punktuellen Einträgen, etwa dem Abfluss von Kläranlagen, und flächenhaften oder diffusen Einträgen, zum Beispiel über den Oberflächenabfluss und die Bodenerosion. Beim flächenhaften Eintrag in Gewässer müssen zuerst die Einträge in die Fläche der jeweiligen Einzugsgebiete gemessen oder aus anderen Daten abgeschätzt werden. Anschließend wird der Transport aus der Fläche ins Gewässer berechnet.

Der wichtigste flächenhafte Eintrag ist die atmosphärische Belastung, für die im Projekt MicBin eigene Messungen im Einzugsgebiet der Donau durchgeführt wurden. Dabei wiesen die Forschenden sogar Einträge auf der Zugspitze nach, von der ebenfalls Wasser in die Donau abfließt.

Ein weiterer wichtiger Mikroplastik-Eintragspfad in die Fläche ist die Landwirtschaft. Die Forschenden beider Projektteams haben sich zwei Eintragswege in die Böden genauer angeschaut: über die Nutzung von Plastikprodukten, beispielsweise Folien im Gemüsebau, und über Dünger, vor allem Klärschlamm und Kompost. Da auch hier die Datenlage noch sehr lückenhaft ist, haben die Wissenschaftler*innen mit Hilfe von Literatur- und Landnutzungsdaten, Statistiken und Meinungen von Fachleuten die von Folien und Dünger ausgehenden jährlichen Mikroplastik-Emissionen in Deutschland modellhaft abgeschätzt. Danach steigen die Einträge seit 1990 stark an, am stärksten bei Kompost, der heute mit gut 600 Tonnen den größten Anteil an Mikroplastik-Emissionen aus der Landwirtschaft hat. Auf Folien entfallen etwa 100, auf Klärschlamm mehr als 300 Tonnen. Dabei kann es regional starke Abweichungen geben; für das Weserflusssystem (Projekt PLAWES) beispielsweise ist Klärschlamm der bedeutendste landwirtschaftliche Eintragsweg. Diese Abschätzungen sind aber mit großer Vorsicht zu betrachten, da aufgrund der sehr spärlichen Datenbasis sehr große Unsicherheiten bestehen. Die errechneten Ergebnisse bieten jedoch erstmals eine räumliche Abschätzung der landwirtschaftlichen Mikroplastik-Einträge.

Gelangt Mikroplastik in Fließgewässer, wird es weiter in Richtung Meer transportiert oder lagert sich ab. Der Transport ist stark von der Partikelgröße und der Interaktion mit dem Sediment abhängig. Das PLAWES-Team ermittelte, dass insbesondere kleineres Mikroplastik die offene See erreicht. Auch hier arbeiten die Forschenden mit Modellierung: Sie ermöglicht flächendeckende Aussagen darüber, wo Mikroplastik in Gewässern vorkommt und wie es sich ausbreitet. Ein Modell für das Flussgebiet der bayerischen Donau haben die Forschenden aus dem MicBin-Vorhaben mit eigenen Messdaten gefüttert. Es gibt unter anderem Aufschluss darüber, in welchen Flussabschnitten erhöhte Mikroplastikmengen vorliegen könnten. Modellierungen liefern auch Hinweise für konkrete Maßnahmen, zum Beispiel wie sich im bayerischen Donaueinzugsgebiet vermeiden lässt, dass jährlich bis zu 290 Tonnen Makroplastik in die Gewässer gelangen. Ein Ansatz wäre, dass Treibgut, das sich an den Rechen von Wasserkraftanlagen sammelt, regelmäßig entfernt und entsorgt wird. Damit wird auch verhindert, dass sich sogenanntes sekundäres Mikroplastik bildet, welches unter bestimmten Umweltbedingungen relativ schnell aus Plastikmüll entstehen kann und dann einen großen Anteil der Mikroplastikbelastung ausmacht.

Dafür, dass Mikroplastik entsteht und sich verbreitet, ist jede*r Einzelne mit verantwortlich, wie die Teams beider Forschungsvorhaben in ihren Ergebnisberichten deutlich machen: Ein besonders wichtiger Eintragsweg ist nämlich achtlos entsorgter Plastikmüll. Jeder „verlorene“ Mundschutz, jede Plastikflasche, die im Bach schwimmt, wird früher oder später zu Mikroplastik. Um Kinder und Jugendliche für Vermüllung als Quelle für Makro- und Mikroplastik zu sensibilisieren, haben beide Forschungsteams Müllsammelaktionen veranstaltet und Laborexperimente durchgeführt. Es wäre eine „saubere“ Sache, wenn solche Aktionen an möglichst vielen Orten Schule machen.

*Das Interview mit MicBin-Koordinatorin Dr. Nicole Zumbülte vom 30. April 2021, aus dem dieser Text Informationen verwendet, ist hier abrufbar: Mikroplastik in der Umwelt – BMBF

** Foto: CC Michael LoCascio, Wikimedia Commons

***Text von Wiebke Peters

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Unverpackt ist bei Verbraucher*innen Trumpf

doris.knoblauch@ecologic.eu — Wed, 06 Jul 2022 13:10:33 +0000

Unverpackt ist bei Verbraucher*innen Trumpf doris.knoblauc… Mi, 07/06/2022 - 15:10

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Viele Menschen wollen beim Lebensmitteleinkauf Verpackungen insbesondere aus Kunststoff vermeiden. Deutlich vorne bei der Nachhaltigkeitsbewertung möglicher Alternativen liegen dabei – wen wundert’s – Waren, die ganz ohne Verpackung auskommen. Doch deren Anteil ist noch verschwindend gering.

Verpackungen aus Kunststoff sind Segen und Fluch zugleich: Sie schützen das Produkt und machen seinen massenhaften Verkauf überhaupt erst möglich. Herstellung und Distribution der Plastikverpackungen benötigen aber viele Ressourcen, die auf der Welt knapper werden, und auch die Entsorgung ist in vielerlei Hinsicht noch verbesserungswürdig. Mehrere Projekte im BMBF-Forschungsschwerpunkt Plastik in der Umwelt haben näher beleuchtet, welche Alternativen zu Kunststoffverpackungen es gibt und wie diese zu bewerten sind. Im Webinar „Nachhaltige Plastikverpackungen: Sortieren, Verändern, Vermeiden – was geht?“, das am 8. November 2021 stattfand, haben die Forschenden verschiedene Lösungsansätze vorgestellt sowie auch eine Studie, die das Verhalten von Verbraucher*innen untersucht.

Die Möglichkeiten, weniger Kunststoffverpackungen zu verursachen, sind zahlreich: Unternehmen können dünneres Verpackungsmaterial verwenden oder Kunststoffe substituieren (z.B. durch Pappe), Mehrwegsysteme nutzen, neuartige Verpackungen entwickeln oder ganz darauf verzichten. „Unsere Interviews mit Händlern haben jedoch gezeigt, dass die Suche nach der ‚besten‘ Verpackung komplex ist“, berichtete Eva Wiesemann, Forschende im Projekt Innoredux, bei dem Webinar. So sollten Alternativen möglichst einen vergleichbaren Produktschutz liefern wie Verpackungen aus Kunststoff, aber gleichzeitig nicht mehr kosten und zudem eine gute Ökobilanz aufweisen. Mit der Methode der Ökobilanzierung (englisch: Life Cycle Analysis, LCA) lassen sich verschiedene Produkte auf ihre Umweltwirkungen hin untersuchen und dann auch hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit bewerten.

Um zu ermitteln, wie nachhaltig bereits genutzte Verpackungsalternativen tatsächlich sind, hat das Innoredux-Team Verpackungslösungen für insgesamt acht Produkte bewertet, zwei davon – Mandeln und Waschmittel – wurden bei dem Webinar vorgestellt. Bei Mandeln analysierten die Forschenden vier Alternativen: die herkömmlichen Kunststofftütchen, das Mehrwegglas und zwei Unverpackt-Lösungen, die sich bei der Lieferung in den Laden unterschieden – Einweg-Papiersack versus Mehrweg-Plastikeimer. Die beiden Unverpackt-Systeme schnitten in der Ökobilanz-Bewertung mit Abstand am besten ab, am schlechtesten kam das Mehrwegglas weg: „Der Deckel ist ein Einwegprodukt, das bereits schwerer ist als das Kunststofftütchen, außerdem schneidet das Glas aufgrund seines Gewichts beim Transport schlecht ab“, erklärte Innoredux-Forscherin Carola Bick. Diese schlechte Bilanz gelte für ganze Mandeln, weil das Füllvolumen im Glas nicht optimal genutzt werden kann. Bei Passata beispielsweise könne ein Mehrwegglas hingegen sinnvoll sein. Auch bei den Waschmitteln waren die Unverpackt-Lösungen am nachhaltigsten. Die untersuchten Verpackungen für Waschpulver (Karton und Folienbeutel) schlugen bei der Ökobilanz Flüssigwaschmittel in der Recyclingflasche, mit Abstand die schlechteste Ökobilanz hatte die Variante Flüssigwaschmittel in der Primärkunststoffflasche.

Auch das Projekt VerPlaPoS hat sich mit der Ökobilanzierung (Life Cycle Analysis, LCA) von Produktverpackungen im Lebensmittelhandel beschäftigt. Dabei wird die gesamte Verpackungsmenge berücksichtigt, die während des „Lebenswegs“ bestimmter Produkte anfällt, vom Anbau über Ernte und Logistik bis zum Verkaufsort, dem Point of Sale (PoS). Die Forschenden bewerteten folgende Produkte: Tomaten, Käse, Salami, Brot und Äpfel, die im Einzelhandel verpackt in Bechern, Schalen oder Einschlagpapier angeboten oder von den Verbraucher*innen selbst in Stoffbeutel und Mehrwegnetzen eingepackt werden. Bei Snacktomaten, die verpackt sein sollen, gilt: Ist die Einwegverpackung aus Pappe, schneidet diese bei einmaliger Benutzung am besten ab; ein Mehrwegnetz gilt als nachhaltigste Lösung, sobald es mindestens acht Mal genutzt wurde. Wer sein Brot mit dem Stoffbeutel beim Bäcker abholt, muss diesen 10 mal nutzen, damit der Umweltfußabdruck geringer ist als wenn das Verkaufspersonal das Backwerk in mit biobasiertem Polyethylen beschichtetes Papier einschlägt.

Um die Nachhaltigkeit von Verpackungen zu bewerten, ist die LCA-Methode nur bedingt geeignet, wie Manuel Lorenz von VerPlaPoS bei dem Webinar erklärte. So würde bei LCAs bislang das so genannte Littering nicht berücksichtigt, also die Wahrscheinlichkeit, dass Verpackungsmüll in der Umwelt landet. Außerdem gebe es einen erheblichen Datenmangel im Bereich Logistik. Deswegen hatte das VerPlaPoS-Team gemeinsam mit den Praxispartnern drei Lieferkettenszenarien entworfen, diese analysiert und in die Ökobilanzierung eingebunden. Das Fazit der Untersuchung: „Bestehende Verpackungslösungen sind erfahrungsgemäß gut optimiert. Neuentwicklungen haben meist Vor- und Nachteile, etwa wenn zwar die CO2-Bilanz einer Verpackung geringer, aber dafür ihr Landverbrauch höher ist“, sagte der Wissenschaftler.

Auch die Konsumseite hat das Projekt näher beleuchtet. VerPlaPoS-Projektleiter Thomas Decker berichtete im Webinar von einer Tagebuchstudie zum Entsorgungsverhalten bei Lebensmittelverpackungen: 299 Teilnehmende sammelten alle in ihrem Haushalt anfallenden Leichtverpackungen, die nach zwei Wochen an das Projektteam geschickt und ausgewertet wurden. Parallel dokumentierten die Teilnehmenden in einem Tagebuch, welche Verpackungen in ihrem Haushalt speziell bei den “VerPlaPoS“-Produkten (Tomaten, Käse, Salami, Brot, Chips und Äpfel) anfielen. Außerdem fragten die Forschenden die Einstellungen zum Thema Verpackungsvermeidung ab. „Auffällig fanden wir, dass den meisten Teilnehmenden vor allem im Lebensmittelbereich möglichst wenig verpackte Waren wichtig sind. Das führen wir vor allem auf die breite öffentliche Diskussion zurück – für dieses Thema ist einfach ein großes Bewusstsein vorhanden. Unsere Analyse des tatsächlichen Verbrauchs zeigte aber, dass nur rund zwei Prozent der gekauften Lebensmittel tatsächlich unverpackt waren“, berichtete Thomas Decker. Die Verbraucher*innen seien zwar sehr umweltbewusst eingestellt, es gebe aber zahlreiche Barrieren – vom Mangel an Alternativen über den Preis bis hin zu Zielkonflikten, etwa wenn die regional angebaute Gurke in Plastik eingeschweißt, die aus Spanien aber unverpackt verkauft wird. Um Konsument*innen einen besseren Überblick über die bestehenden Alternativen zu bieten, haben die Forschenden von Innoredux Infografiken entwickelt, die kurz und bündig über die im Projekt betrachteten Verpackungslösungen informieren. Solche Grafiken funktionieren am besten direkt am PoS, wie Eva Wiesemann berichtete. Dafür fehlen im Supermarkt-Alltag allerdings meist die erforderlichen Flächen und Beratungskapazitäten. Dennoch setzen einige der Partner die Erfahrungen aus der Projektmitarbeit bereits um: Beispielsweise hat die Bio-Supermarktkette Alnatura, Praxispartner von Innoredux, im eigenen Kundenmagazin sogenannte Verpackungsmythen aufgedeckt – und entwickelt seine Verpackungen auf Basis der Ökobilanzergebnisse kontinuierlich weiter.

Foto: Konstantin Volke/Unsplash

Text von Wiebke Peters

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Warum Biokunststoffe nur eingeschränkt “bio” sind

doris.knoblauch@ecologic.eu — Wed, 06 Jul 2022 13:09:36 +0000

Warum Biokunststoffe nur eingeschränkt “bio” sind doris.knoblauc… Mi, 07/06/2022 - 15:09

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Einige Kunststoffe können biologisch abgebaut werden – unter bestimmten Bedingungen. Deshalb erscheint ihr Einsatz nur manchmal sinnvoll und ist keinesfalls die Lösung unseres Plastikproblems.

Bezeichnungen können irreführend sein, das gilt auch für „Biokunststoff“. Darunter subsumiert man drei unterschiedliche Kunststoffgattungen: Kunststoffe, die auf biologischen Materialien wie Stärke basieren und biologisch abbaubar sind, Kunststoffe, die ebenfalls biobasiert sind, aber nicht biologisch abgebaut werden können, und Kunststoffe, die biologisch abbaubar sind, aber auf fossilen Materialien wie Erdöl basieren.

Diese Definition entstammt einem Sachstandspapier zur Bioabbaubarkeit von Kunststoffen, das Forschende des BMBF-Forschungsschwerpunkts Plastik in der Umwelt erstellt haben. Darin wird unter anderem beschrieben, wie ein Abbau vonstattengeht, welche biobasierten Kunststoffe bislang auf dem Markt sind und welches Potenzial sie für eine nachhaltigere Wirtschaft haben.

Wichtige Argumente aus diesem Papier stellen wir in diesem Blog vor, denn sie sind hilfreich, um seriös und informiert über den Sinn und Nutzen von Biokunststoffen diskutieren zu können. Ein weiterer Begriff spielt dabei eine zentrale Rolle, nämlich „biologische Abbaubarkeit“: Das heißt keineswegs, dass die Kunststoffe von selbst vergehen, sobald sie in die Umwelt entsorgt werden. Es heißt auch nicht, dass sie in Kleinstteile zerfallen, die nicht mehr mit bloßem Auge erkennbar sind. Letzteres wäre Fragmentierung, sprich es entsteht Mikroplastik. Biologischer Abbau heißt: Bakterien verstoffwechseln die Polymerketten, aus denen der jeweilige Kunststoff besteht, und integrieren die gewonnenen Kohlenstoff-Atome in den eigenen Kreislauf, ziehen also energetischen Nutzen daraus.

„Die Polymerketten können dabei nicht direkt in der Zelle verstoffwechselt werden, denn dafür sind sie zu lang“, erläuterte Professor Marc Kreutzbruck beim ‘Plastik in der Umwelt’-Webinar zum Thema Bioabbaubarkeit, das am 25. November 2021 stattfand. Er leitet gemeinsam mit Prof. Christian Bonten das Institut für Kunststofftechnik an der Universität Stuttgart und hat das Sachstandspapier mit verfasst. Die Zelle setzt dafür Enzyme ein, die die Ketten außerhalb der Zelle spalten. Sind die Polymere klein genug, besteht die Möglichkeit, dass eine intrazelluläre Verstoffwechselung stattfindet. Daran können auch mehrere, synergetisch arbeitende Bakterienstämme beteiligt sein.

Beim Abbau der Kunststoffe durch Bakterien helfen äußere Einflüsse, etwa UV-Licht, Temperatur, Feuchtigkeit und mechanische Einwirkung. Sie haben dabei meist entscheidende Bedeutung dafür, ob und wieviel Kunststoff wie schnell abgebaut wird. Zum Beispiel eine 30 Mikrometer dicke bioabbaubare Folie, wie sie eingesetzt wird, um Spargelfelder abzudecken: Während bei 60 Grad über 210 Tage ca. 90 Prozent des Kunststoffs abgebaut werden, sind es bei 20 Grad und über einen ähnlichen Zeitraum (180 Tage) rund zehn Prozent. 60 Grad wird nur in industrieller Kompostierung erreicht, auf dem Feld verrottet Folie offensichtlich kaum.

Das Beispiel illustriert zugleich ein grundlegendes Dilemma bei bioabbaubaren Kunststoffen: Was in der Nutzungsphase erwünscht ist, nämlich Belastbarkeit und Stabilität, ist für die Degradationsphase hinderlich. Die Folie soll den Spargel schützen und wärmen. Wird sie nicht mehr gebraucht, soll sie so schnell wie möglich abgebaut werden. Das kann nicht ohne weiteres funktionieren.

Biokunststoffe haben aktuell einen Anteil von einem Prozent am weltweiten Kunststoffmarkt. Das waren im Jahr 2020 immerhin 2,11 Millionen Tonnen. Biologisch abbaubar sind davon etwa 58 Prozent. Den größten Anteil daran hat Stärke, die meist zu thermoplastischer Stärke (TPS) aufbereitet wird, allerdings Wasser stark anzieht und spröde ist. Deswegen kommt sie meist in Mischungen mit anderen Kunststoffen zum Einsatz. An zweiter Stelle steht Polylactid (PLA), das zum Beispiel für Einweggeschirr verwendet wird. Es kann nur in industrieller Kompostierung abgebaut werden und ist recht teuer, also begrenzt marktfähig. Neben weiteren Kunststoffen wie PBAT und PBS stellte Marc Kreutzbruck beim Webinar Polyhydroxyalkanoate (PHA) vor, die aus Mikroorganismen gewonnen werden und sehr gut biologisch abbaubar sind. PHA ist allerdings steif und thermisch instabil und daher schwierig zu verarbeiten. Aktuell wird jedoch in verschiedenen Projekten daran gearbeitet, PHA zu verbessern, weshalb der Forscher ihn als bioabbaubaren Kunststoff der Zukunft einschätzt.

Biobasierte Kunststoffe haben den Vorteil, dass sie von der endlichen Ressource Erdöl unabhängig sind. Zudem wird nach ihrem Lebensende bei ihrer Verbrennung oder dem Abbau nur jenes CO2 freigesetzt, welches die Rohstoffbasis der Biokunststoffe, also Pflanzen, während ihrer Wachstumsphase aufgenommen haben. Dennoch seien biobasierte Kunststoffe nicht immer zwingend nachhaltiger als konventionelle Kunststoffe, erläuterte Julia Resch, wissenschaftliche Mitarbeiterin Marc Kreutzbrucks, bei dem Webinar. Das liegt daran, dass der Anbau von Rohstoffen für biobasierte Kunststoffe sowie ihre Herstellung oftmals sehr aufwändig sind und zum Teil mehr Ressourcen erfordern als bei fossil basierten Kunststoffen. Zudem besteht das Risiko, dass sich das Problem der Vermüllung durch Biokunststoffe noch verschärft, weil Abfälle aus diesem Material scheinbar „guten Gewissens“ in die Umwelt entsorgt werden könnten. Dabei bauen sich etwa PLA-Kunststoffe in Meeren ähnlich langsam ab wie konventionelle Kunststoffe.

Dennoch können Biokunststoffe sinnvoll eingesetzt werden, und zwar immer dann, wenn sich ein Eintrag nicht vermeiden lässt, wie etwa auf Ackerflächen. Folien werden nach Gebrauch zwar eingeholt, doch durch den Einfluss der Witterung und andere Faktoren zerfallen auch herkömmliche Folien bereits auf dem Feld, und es ist nicht möglich, mit einem ökonomisch vertretbaren Aufwand alle Rückstände zu beseitigen. Weitere vorteilhafte Einsatzgebiete bioabbaubaren Kunststoffs sind Anwendungen, wo organischer und Kunststoffabfall nicht voneinander getrennt werden können, etwa bei Bioabfall-Sammelbeuteln, oder wo es kaum jemand macht, wie bei Aufklebern für Bananen und Äpfel.

Besonders sinnvoll ist der Einsatz bioabbaubarer Kunststoffe, die auch unter Alltagsbedingungen zerfallen, im Bereich der Straßensäuberung: Jährlich werden in Deutschland etwa 16 Tonnen Borsten für Kehrmaschinen eingesetzt. Der allergrößte Teil davon, etwa 80 Prozent, landet als Abrieb auf der Straße und damit in der Umwelt. Hier wären abbaufähige Produkte aus Stärke und PLA verfügbar, berichtete Julia Resch. Solche Alternativen sind allerdings deutlich teurer als Borsten aus herkömmlichem Material, weshalb es sinnvoll sein könnte, eine Umrüstung politisch zu fördern, erläuterte die Wissenschaftlerin.

Text von Wiebke Peters

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Weniger Verpackungsmüll, bitte!

doris.knoblauch@ecologic.eu — Wed, 06 Jul 2022 13:05:10 +0000

Weniger Verpackungsmüll, bitte! doris.knoblauc… Mi, 07/06/2022 - 15:05

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An Weihnachten werden wieder reichlich Geschenke verteilt, meist gut eingepackt. Das verursacht viel Plastikmüll. Ein Großteil des Verpackungsabfalls entsteht allerdings, bevor Waren Verbraucher*innen überhaupt erreichen.

Beim Verpackungsmüll belegen wir Deutschen in Europa einen Spitzenplatz – mit knapp 18,91 Millionen Tonnen pro Jahr beziehungsweise 227,55 Kilogramm pro Kopf (2019, Quelle: Umweltbundesamt). Entsprechend beschäftigen sich auch einige Projekte im Forschungsschwerpunkt Plastik in der Umwelt schwerpunktmäßig mit Verpackungen. Einen Überblick darüber, welche Werkstoffe das Aufkommen von Verpackungen und Verpackungsmüll in Deutschland prägen, bietet ein Hintergrundpapier des Verbundprojekts Innoredux. Die Autor*innen analysieren das Verpackungsaufkommen der letzten 15 Jahre, ein zentraler Befund: Jährlich fallen immer mehr Kunststoffverpackungen an, besonders stark gestiegen sind jedoch Verpackungsabfälle aus Papier, Pappe und Karton. Das ist unter anderem auf den rasant wachsenden Onlinehandel zurückzuführen. Auch in diesem Jahr werden, nicht zuletzt wegen der Corona-Pandemie, viele Weihnachtsgeschenke im Internet bestellt. Dabei ist vielen Verbraucher*innen nicht richtig bewusst, dass auf diesem Weg besonders viel Verpackungen anfallen können.

Doch ein Großteil des Verpackungsmülls entsteht bereits, bevor Waren überhaupt in den Laden gelangen, d.h. im Bereich Logistik und Transport. Im Verbundvorhaben VerPlaPoS wurde hier beispielhaft die Textilbranche unter die Lupe genommen. Der Befund der Forschenden: „KonsumentInnen [können] durch ihre Nachfrage und nachhaltiges Kaufverhalten sowie ergänzend durch fachgerechte Entsorgung von Plastikabfällen nur bedingt Einfluss auf die Reduzierung von Plastikabfällen entlang der textilen Lieferkette nehmen […]. Industrie und Handel dagegen könnten durch eine bessere Abstimmung zwischen vor- und nachgelagerten Akteuren entlang der Lieferkette, durch die Verwendung alternativer Kunststoffe sowie Mehrwegverpackungen oder durch ihre eigene Sortimentsgestaltung das Plastik-Verpackungsaufkommen erheblich beeinflussen.“ Vorschläge dafür finden sich im Diskussionspapier „Plastikverpackungen in der textilen Lieferkette“.

Auch wir Verbraucher*innen können einen Beitrag zur Plastikvermeidung leisten. Weil bald Weihnachten ist, verraten wir, also das Team, das hinter diesem Blog steht, wie wir in der Adventszeit und an den Festtagen versuchen, Verpackungen aus Plastik einzusparen und Kunststoffemissionen zu verringern. Lassen Sie sich gerne inspirieren – und schreiben Sie im Kommentarbereich Ihre Tipps auf. Wir wünschen Ihnen frohe Festtage!

Doris Knoblauch, Koordinatorin PlastikNet und Blogautorin: „Seit mehreren Jahren nutzen wir einen ‚gemieteten‘ Weihnachtsbaum einer lokalen Baumschule, d. h. wir leihen uns ein mittelgroßes Bäumchen in einem Topf gegen eine kleine Gebühr aus und geben das Bäumchen anschließend wieder an die Baumschule zurück, wo es bis zum nächsten Jahr gepflegt wird. Warum das Kunststoff einspart? Weil unser Bäumchen nicht mit schwerem Gerät in einem Wald geschlagen wird und daher keinen Reifenabrieb beim Transport verursacht – gleichzeitig wird auch noch CO2 eingespart.“

Linda Mederake, wissenschaftliche Begleitforschung PlastikNet und Plastic Pirates: „Ich backe gerne in der Vorweihnachtszeit und gebe dann Plätzchen an Freunde und Nachbarn weiter. Dabei verpacke ich die Plätzchen nicht in Plastiktütchen, sondern nehme einfach eine Schale oder einen Teller für die Nachbarn und Frischhaltedosen für Freunde. Beim Backen nutze ich übrigens eine Dauerbackfolie.“

Wiebke Peters, freiberufliche Journalistin und Blogautorin: „In meiner Familie wird recht ‚konventionell‘ eingekauft, das heißt zum Beispiel Obst und Gemüse aus dem Supermarkt, das in Plastik verpackt ist. An den Weihnachtstagen koche ich mehrmals für den ganzen Haushalt, mit unverpackten regionalen Produkten vom Markt und aus dem Bio-Laden. Das schmeckt allen gut und verringert den Plastikverpackungsberg immerhin ein bisschen.“

Mandy Hinzmann, wissenschaftliche Begleitforschung PlastikNet, Plastic Pirates und Blogautorin: „Seit ein paar Jahren habe ich mit meinem Bruder ausgemacht, dass wir unseren Weihnachtsstress reduzieren und uns keine Geschenke im klassischen Sinne mehr machen. Stattdessen schenken wir uns gemeinsame Unternehmungen, wie beispielsweise ein Essen in einem ausgewählten Restaurant, einen Konzertbesuch oder einen Wochenendausflug.“

Hannes Schritt, Wissenschaftler bei PlastikNet: „Ich achte beim Einkauf von Geschenken darauf, mir rechtzeitig Gedanken zu machen, was sich die zu beschenkende Person wünscht. Gut überlegte Geschenke landen nicht so schnell im Müll oder verstauben unbenutzt im Keller des Hauses. Dabei geht es nicht primär um Plastik, sondern um einen bewussten Konsum im Allgemeinen, der sich auch auf die Menge des produzierten Plastiks auswirken kann.“

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