Umweltbelastung durch Kunststoffe - Recycling - Biokunststoffe

Die meisten Kunststoffe sind gegenüber Sauerstoff, Licht, Wasser und Mikroorganismen nahezu beständig und verrotten daher in der Umwelt nicht. Allerdings können die enthaltenen Zusatzstoffe sich herauslösen und ins Grundwasser gelangen. Nicht abbaubare Kunststoffe, die in die Natur gelangen, können dort mehrere Jahrhunderte verweilen und auf verschiedene Arten Schäden an der Umwelt anrichten.

Chemie; Kunststoffe; 3. Gymi; Umweltbelastung, Recycling, Biokunststoffe

Recycling

Es gibt verschiedene Verfahren, um Altkunststoff zu recyclen. Beim werkstofflichen Recycling wird der Altkunststoff zu einem Regranulat verarbeitet. Um ein möglichst sortenreines Regranulat zu bekommen, muss der Altkunststoff sortenrein gesammelt, zerkleinert und gewaschen werden. Zusätzlich müssen Störstoffe, wie Papier, Fremdkunststoffe oder Metalle entfernt werden. Solcher sortenreiner und sauberer Kunststoff kommt grösstenteils nur bei Industrieabfällen vor. Die Makromoleküle des Kunststoffs bleiben bei dieser Art des Recyclings unverändert. Es kommt jedoch trotzdem zu einer Verschlechterung der Kunststoffqualität durch chemische und physikalische Einflüsse auf die Polymermoleküle. Deshalb können die recycelten Kunststoffe in der Nutzungskaskade nur eingeschränkt weiterverwendet werden. Bei gemischten Kunststoffabfällen sind viele Verarbeitungsschritte nötig, um einen verwertbaren, recycelten Kunststoff zu erhalten.

Beim rohstofflichen Recycling werden die Monomere selber zurückgewonnen oder niedermolekulare Kohlenwasserstoffe in Form von Ölen oder Gasen erzeugt. Diese können dann wiederum als Ausgangsstoff für neue Kunststoffe verwendet werden. Die Makromoleküle können durch Pyrolyse zu Alkanen, Alkenen oder Aromaten aufgebrochen werden. Bei der Hydrierung entstehen überwiegend flüssige gesättigte niedermolekulare Kohlenwasserstoffe. Diese können als Kraftstoff verwendet werden. Polyester, Polyamide und Polyurethane können durch Hydrierung direkt zu den ursprünglichen Monomeren aufgespalten und für die Polymersynthese verwendet werden.

Biokunststoffe

Der Sammelbegriff Biokunststoffe umfasst sowohl biologisch abbaubare bzw. kompostierbare Kunststoffe als auch Kunststoffe, die aus Biomasse anstelle von Erdöl hergestellt werden. Dabei sind Kunststoffe aus Biomasse nicht automatisch biologisch abbaubar und biologisch abbaubare Kunststoffe müssen nicht auf Biomasse basieren.

Biologisch abbaubare Kunststoffe: Werden unter geeigneten Bedingungen in der Umwelt deutlich schneller als konventioneller Kunststoff abgebaut. Sie zerfallen zu Mikroplastik, welcher in Böden und Gewässer eingetragen wird. Der vollständige Abbau dieser Partikel kann jedoch viel Zeit in Anspruch nehmen. Deshalb ist die Entsorgung dieser Kunststoffe im Bioabfall ökologisch wenig sinnvoll.
Biobasierte Kunststoffe: Aus Maisstärke lässt sich das Monomer Milchsäure erzeugen, das zu dem thermoplastischen Kunststoff Polymilchsäure, kurz PLA, verarbeitet werden kann. Er findet Verwendung im medizinischen Bereich als Nahtmaterial zum Wundverschluss. Dieser Kunststoff kann hydrolytisch gespalten werden und die Abbauprodukte durch Mikroorganismen zersetzt werden. Somit ist PLA gleichzeitig biobasiert und biologisch abbaubar.