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US-Forscher Plastikmüll heizt Klimawandel an

US-Forscher belegen: Der Zerfall von Kunststoff im Salzwasser setzt Treibhausgase frei.

Plastikmüll
Viele Millionen Tonnen Plastikmüll landen jedes Jahr in den Ozeanen. Foto: rtr

Weltweit werden jährlich rund 400 Millionen Tonnen Kunststoffe produziert, von denen nach Schätzungen über kurz oder lang etwa ein Drittel als Müll in der Umwelt landet. Die Folgen sind bekannt: Plastikstrudel auf den Ozeanen, verschmutzte Strände, an Plastik erstickte Tiere, winzige Plastikpartikel praktisch überall – in Flüssen, Seen und Ozeanen sowie auf Böden. Doch offenbar kommt ein weiteres, bisher nicht beachtetes Umweltproblem hinzu: Der Zerfall der zu Müll gewordenen Kunststoff-Produkte in immer kleinere Teilchen bewirkt auch, dass dabei das Treibhausgas Methan freigeben wird – möglicherweise auf lange Sicht ein Faktor für den Klimawandel.

Die Plastikartikel, die nach Gebrauch auf offenen Deponien oder in der Umwelt landen, zerfallen durch den Einfluss der UV-Strahlung aus dem Sonnenlicht in immer kleinere Partikel. Sind die Partikel kleiner als fünf Millimeter, spricht man von Mikroplastik, geht der Prozesse weiter, herunter auf einen Durchmesser von weniger als 0,1 Mikrometer, von Nanoplastik. Besonders schnell verläuft der Zerfall, wenn der Kunststoff sich in Salzwasser befindet, also im Meer.

US-Forscher von der Universität von Hawaii untersuchten nun, was bei diesem Prozess chemisch geschieht. In einem Experiment bestrahlten sie Proben verschiedener Kunststoff-Arten – von Acryl über Polycarbonat bis Polyethylen – 212 Tage lang mit UV-Licht, wobei ein Teil des Materials vorher 150 Tage in Salzwasser gelegen hatte. Dabei zeigte sich, dass beim Zerfall der Teile die Gase Ethylen und Methan entstanden. Ethylen ist ein Grundstoff der Kunststoffe, Methan ein starkes Treibhausgas, das unter anderem auch in Mülldeponien und Reisfeldern entsteht sowie bei der Erdgas-Gewinnung frei wird. Die Studie ist jüngst in der Fachzeitschrift „Plos One“ erschienen.

Die Emissionen stiegen an, je länger die Partikel bestrahlt wurden. Die Ursache sehen die die Forscher um Leitautorin Sarah-Jeanne Royer darin, dass der fortschreitende Zerfall des Plastik in immer kleinere Partikel die Oberfläche vergrößert, auf der die Sonne ihre schädliche Wirkung entfalten kann – es entstünden so immer neue Risse und Mulden. „Dies trägt zu einer weiteren Beschleunigung der Treibhausgas-Produktion bei.“ Ein weiteres überraschendes Ergebnis des Experiments war, dass die Methan-Emissionen sogar im Dunkeln – also ohne Einwirkung von UV-Strahlung – noch weiterliefen, sobald der Zersetzungsprozess des Plastikmaterials einmal begonnen hatte. Die Emission von Klimagasen gehe dann praktisch „unendlich“ weiter, schreiben die Wissenschaftler.

Die Emissionsraten waren von Kunststoff zu Kunststoff unterschiedlich. Am meisten Methan produzierte eine Variante von Polyethylen (PE), genannt LDPE. Polyethylen ist das Plastikmaterial, das weltweit am häufigsten hergestellt wird, unter anderem genutzt für Plastiktüten. Am niedrigsten waren die Emissionen bei Polycarbonat. Seitdem der Siegeszug der Kunststoffe vor rund 70 Jahren begann, sind weltweit insgesamt rund 8,3 Milliarden Tonnen Plastik produziert worden. Es wird erwartet, dass sich die derzeitige Produktion von rund 400 Millionen Tonnen jährlich binnen 20 Jahren verdoppelt wird, bis 2050 könnte es eine Vervierfachung geben. Heute werden vier bis acht Prozent des globalen Erdöl- und Erdgasverbrauchs für die Kunststoff-Herstellung eingesetzt. Oft handelt es sich um sehr kurzlebige Produkte, die danach auf Mülldeponien oder in der Umwelt landen oder verbrannt werden.

Bereits bei der Herstellung der Kunststoffe entstehen nicht unerhebliche Treibhausgas-Emissionen, bei der Produktion einer Plastiktüte zum Beispiel 120 Gramm CO2. Völlig neu müssen die Treibhausgas-Bilanzen wegen der Studie aus Hawaii allerdings derzeit noch nicht geschrieben werden. Die Forscher schätzen aufgrund ihrer Ergebnisse, dass der Beitrag der Plastik-Emissionen zum gesamten globalen Methan-Ausstoß aktuell noch „nicht erheblich“ sei. Allerdings muss das nicht so bleiben – zumal die Plastikproduktion weltweit steigt und die Emissionen entstehen, bis die Partikel in der Umwelt wieder völlig aufgelöst sind, was je nach Material Jahrzehnte bis Jahrhunderte dauern kann. David Karl, einer der Studienautoren, kommentiert: „Plastik stellt eine bisher nicht beachtete Quelle klimarelevanter Spurengase dar, die in Zukunft mit der fortschreitenden Anreicherung von Kunststoffen in der Umwelt an Bedeutung gewinnen.“

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