Plastikrecycling ist kein Patentrezept
18. März 2024 · Campus-News
ETH – Zukunftsblog – Helene Wiesinger
Recycling ist das Rezept für nachhaltige Ressourcennutzung, kann aber bei Kunststoffen zu erheblichen Nebenwirkungen führen, sagt Helene Wiesinger – und illustriert das Dilemma des Plastikrecyclings an Schweizer Kunststoffböden.
Angesichts von Klimakrise und globaler Plastikverschmutzung ist die Wiederverwertung von Materialien für viele das Gebot der Stunde. Recycling kann Resourcen 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 Plastikmül – 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 recyclen.1
Allerdings stösst die Wiederverwertung rasch an Grenzen. Denn mechanisches Recycling ist vor allem 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.2 Dies erfordert jedoch hochwertiges Rezyklat – und genau hier liegt das Problem.
Chemikalien können das Recycling stören
Dazu muss man wissen, 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.3 Viele dieser Stoffe sind für Mensch und Umwelt potenziell schädlich. Trotzdem sind sie teilweise nur unzureichend reguliert (siehe ETH-News).
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 Kunsstoffprodukten nicht bekannt, was sie enthalten und ob sie sicher recykliert werden können. Hier setzt meine Forschung an. Als Chemikerin versuche ich herauszufinden, wie sich Plastikmaterialien zusammensetzen und ob sie kreislauffähig sind.
Zum Beispiel haben wir für eine externe SeiteStudie 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.4
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 vor allem eine geringere Kunststoff- und Chemikalienvielfalt, ein einheitlicheres Materialdesign, das Recycling von Anfang an mitdenkt, und transparentere Lieferketten.