Ein weit verbreiteter kompostierbarer Kunststoff bleibt in der Meeresumwelt mindestens 14 Monate lang unverändert, wie eine neue Studie von Sarah-Jeanne Royer und Kollegen von der Scripps Institution of Oceanography an der University of California, San Diego, in PLOS ONE zeigt. Die Studie verdeutlicht den Unterschied zwischen Textilmaterialien, die in einer kontrollierten, industriellen Umgebung kompostiert werden können (PLA), und solchen, die in der natürlichen Umgebung biologisch abgebaut werden können (Textilien auf Zellulosebasis).
Die Anhäufung und das Fortbestehen von Kunststoffabfällen auf Ölbasis in den Ozeanen ist eines der grössten ökologischen Probleme für die Meeresbewohner. Makroskopische Kunststoffteile, wie weggeworfene Wasserflaschen, die ins Meer gelangen, können jahrzehntelang in ihrer ursprünglichen Form bestehen bleiben; selbst wenn sie in mikroskopisch kleine Teile, so genanntes Mikroplastik, zerfallen, werden sie nicht biologisch abgebaut, sondern bleiben unverdauliche Schadstoffe, die in die Ozeane eindringen.
In den letzten Jahren wurden Ersatzstoffe für Kunststoffe auf Erdölbasis entwickelt, um den Verbrauch fossiler Brennstoffe bei der Herstellung von Kunststoffartikeln zu verringern und durch Kompostierung ein umweltfreundlicheres Abfallprodukt zu erzeugen, wenn der Artikel weggeworfen wird.
Einer der beliebtesten Ersatzstoffe ist Polymilchsäure (PLA), ein Milchsäurepolymer, das durch Fermentation von Zucker und Stärke gewonnen wird. PLA wird bei den hohen Temperaturen, die in sehr grossen Komposthaufen herrschen, wieder zu Milchsäure abgebaut; unter kälteren Bedingungen geschieht dies jedoch nicht zuverlässig und schnell.
Um den Verbleib von PLA in einer natürlichen Meeresumgebung zu untersuchen, tauchten die Autoren Proben von PLA zusammen mit Proben von Materialien auf Ölbasis, Materialien auf Zellulosebasis und einer Mischung aus Materialien auf Zellulose- und Ölbasis in Käfigen in den Küstengewässern vor La Jolla, Kalifornien. Die Proben wurden wöchentlich auf Anzeichen von Zersetzung untersucht und nach einigen Stunden wieder ins Meer geworfen.
Die Autoren stellten fest, dass sich das Material auf Zellulosebasis in weniger als einem Monat zersetzte. Chemische Laboranalysen bestätigten, dass die Zellulose grösstenteils durch biologische Prozesse unter CO2-Produktion und nicht durch einfache mechanische Abnutzung abgebaut wurde. Im Gegensatz dazu zeigten weder der ölbasierte Kunststoff noch die Mischung oder das PLA während der 14 Monate des Versuchs Anzeichen von Abbau.
"Unsere Ergebnisse zeigen, dass Kompostierbarkeit nicht gleichbedeutend mit Umweltzerstörung ist", so Royer. "Die Bezeichnung kompostierbare Kunststoffe als biologisch abbaubare Kunststoffe ist irreführend, da sie den Eindruck erwecken kann, dass es sich um ein Material handelt, das sich in der Umwelt abbaut. Kunststoffe auf PLA-Basis müssen in entsprechend kontrollierten Anlagen kompostiert werden, um ihr Potenzial als kompostierbarer Ersatz für Kunststoffe auf Erdölbasis auszuschöpfen".
Die Autoren fügen hinzu: "Diese Arbeit ist eine der wenigen Pionierstudien, die sich mit der Vergleichbarkeit der biologischen Abbaubarkeit verschiedener Materialtypen (natürliche bis vollsynthetische und biobasierte Materialien) unter natürlichen Umweltbedingungen und in kontrollierten geschlossenen Systemen befasst. Diese Studie zeigt, dass es notwendig ist, Tests zu standardisieren, um festzustellen, ob als kompostierbar oder biologisch abbaubar beworbene Materialien wie PLA in einer natürlichen Umgebung tatsächlich biologisch abbaubar sind. In diesem Fall sollten Verbraucher, die über die Verschmutzung durch Mikrofaserkunststoffe besorgt sind, informiert sein, sich informieren und auf die Materialien achten, die sie kaufen."
Literatur
Royer S-J, Greco F, Kogler M, Deheyn DD; "Not so biodegradable: Polylactic acid and cellulose/plastic blend textiles lack fast biodegradation in marine waters."; PLoS ONE 18(5): e0284681 (2023).