In Düngemitteln für Kompostpflanzen finden sich große Mengen biologisch abbaubarer Kunststoffe

Kompostierungsanlagen verwandeln Bioabfälle in fertigen Kompost, der als Dünger in den Böden von Feldern und Gärten landet. Eine Studie der Universität Bayreuth zeigt, dass fertiger Kompost aus Kompostieranlagen in Deutschland eine Vielzahl biologisch abbaubarer Kunststoffpartikel enthält. Die geltenden Rechts- und Zertifizierungsnormen werden durch die erkannten Partikelgrößen und -mengen nicht verletzt. Allerdings stellen in „wissenschaftlichen Berichten“ veröffentlichte Daten den Beitrag dieser Standards zu einem wirksamen Umweltschutz in Frage. Sie stellen die Eignung von biologisch abbaubaren Kunststoffen in Frage, herkömmliche Kunststoffe in umwelt- und ernährungssensiblen Bereichen zu ersetzen.

Die neue Studie ist das Ergebnis einer engen interdisziplinären Zusammenarbeit innerhalb des Sonderforschungsbereichs SFB 1357 „Mikroplastik“ der Universität Bayreuth. Das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft des Landes Baden-Württemberg hat die Forschungsarbeiten gefördert. Dies ist die erste wissenschaftliche Studie, die kommerziell erhältlichen Kompost systematisch auf biologisch abbaubare Kunststoffpartikel untersucht. Die Bayreuther Wissenschaftler kooperierten mit vier kommunalen Bioabfallverwertungsanlagen in Baden-Württemberg. Diese Anlagen verwenden etablierte technische Verfahren zur Behandlung von Bioabfällen in zwei Stufen, mit der mikrobiellen Produktion von Biogas, gefolgt von der Umwandlung der organischen Reststoffe in hochwertigen Kompost.

Im fertigen Kompost der vier Fabriken fanden die Bayreuther Forscher eine beachtliche Anzahl biologisch abbaubarer Mikroplastikpartikel mit einer Größe von weniger als einem Millimeter. Zusammen machen diese Partikel 0,43 % des Trockengewichts des Komposts aus. Die Deutsche Düngemittelverordnung (DüMV) fordert, dass der Anteil an biologisch abbaubarem Kunststoff in hochwertigem Kompost nicht mehr als 0,1 % des Trockengewichts beträgt. Diese Grenze gilt allerdings nur für Mikroplastikpartikel, die größer als zwei Millimeter sind.

„Der gesetzlich festgelegte Grenzwert für den Anteil an biologisch abbaubarem Mikroplastik soll künftig auch deutlich kleinere Partikel umfassen, um die Belastung landwirtschaftlicher Flächen deutlich zu reduzieren. Dies erscheint umso notwendiger, da der fertige Kompost sehr viele Partikel kleiner als zwei enthält Wie unsere Studie zeigt, haben diese Partikel in vielen Fällen Eigenschaften, die ihren biologischen Abbau durch Mikroorganismen deutlich verzögern können“, erklärt Studienleiterin Prof. Dr , desto größer ist die Gefahr, dass sie von Bodenorganismen aufgenommen werden und so in die Nahrungskette gelangen“, warnt der Biowissenschaftler aus Bayreuth.

Auch die europäische Zertifizierungsnorm EN 13432 für kompostierbare und damit biologisch abbaubare Materialien ist im Kontext der neuen Studie wirkungslos. Nach dieser Norm sind Kunststoffe biologisch abbaubar, wenn sie in weniger als zwölf Wochen zu 90 % in Partikel kleiner als zwei Millimeter zerfallen sind. „In Kompostieranlagen, die dem aktuellen Stand der Technik entsprechen, erfolgt die Kompostierung jedoch in kürzeren Zeiten. Gut möglich, dass wir deshalb in den fertigen Komposten noch Reste von biologisch abbaubarem Material finden. Leider fehlt die Zertifizierung eines solchen kompostierbares und damit biologisch abbaubares Produkt sagt nichts über sein weiteres Verhalten in der Umwelt aus, im Gegenteil, es gibt Forschungsarbeiten anderer Arbeitsgruppen der Universität Bayreuth, die belegen, dass solche Materialien jahrelang in der Umwelt verbleiben“, sagt Thomas Steiner M. Sc., einer der Erstautoren der Studie und Doktorand in der Forschungsgruppe Bioverfahrenstechnik der Universität Bayreuth.

Die in Scientific Reports veröffentlichte Studie befasst sich auch mit biologisch abbaubaren Kunststoffpartikeln in Flüssigdünger. Diese Düngemittel werden durch anaerobe Behandlung von Bioabfällen hergestellt, die an drei der vier kommunalen Fabriken geliefert werden, die ihren Biokompost für wissenschaftliche Analysen zur Verfügung gestellt haben. In Flüssigdünger wurden mehrere tausend Plastikpartikel pro Liter gefunden, die einen Durchmesser von weniger als einem halben Millimeter haben.

Sowohl im Fertigkompost als auch im Flüssigdünger sind PLA (Polylactidsäure, auch bekannt als Polymilchsäure) und PBAT (Polybutylenadipatterephthalat) die häufigsten Kunststoffarten. Vieles deutet darauf hin, dass sie größtenteils aus handelsüblichen biologisch abbaubaren Müllsäcken stammen, die zusammen mit den darin enthaltenen Bioabfällen in die Biotonne privater Haushalte geworfen wurden. „Viele Privathaushalte in Deutschland verwenden heute problemlos handelsübliche Bioabfalltüten und Biolebensmittelfolien. Dennoch werfen die Ergebnisse unserer Recherche die Frage auf, ob diese Kunststoffprodukte weiterhin als Bioabfall entsorgt und in Feld und Garten ausgebracht werden sollten im gleichen Umfang. Nach derzeitigem Stand der Forschung kann nicht ausgeschlossen werden, dass die Abbauprodukte lange im Boden verbleiben und schädliche Wirkungen haben. Eine rasche Umwandlung durch Mikroorganismen in Kohlendioxid, Wasser und Biomasse ist nicht belegt in jedem Fall“, erklärt Professorin Ruth Freitag.

Bezug: Steiner T, Zhang Y, Möller JN, et al. Kommunale Bioabfallbehandlungsanlagen tragen mit biologisch abbaubaren Kunststoffresten mit vermeintlich höherem Persistenzpotential zur Umweltbelastung bei. Wissenschaftlicher Vertreter. 2022;12(1):9021. mache ich:10.1038/s41598-022-12912-z

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Ebert Maier

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