Für Mensch & Umwelt Mikrokunststoffe in der Umwelt: Von der Forschung in die Praxis was sind unsere Ziele? TextileMission-Fachkonferenz, 17. Mai 2018 Dr. Claus Gerhard Bannick
Von der Invention zur Innnovation / ökologisches Etablierung und Akzeptanz Umsetzung 17.05.2018 2
Umweltschutz in Deutschland - Bundeseinrichtungen Internationale Europäische Gremien Bundesumweltministerium Bundestag Bundesrat Svenja Schulze Verbände Maria Krautzberger Umweltbundesamt Unsere Aufgabe: Zustand der Umwelt zu verbessern, mindestens aber dafür sorgen, dass er sich nicht verschlechtert Landesministerien Landesumweltämter 3
Das UBA vernetzt Forschung: universitär, außeruniversitär CIS WG s Verbände: PlasticEurope, BUND, 4
Beteiligungen UBA in BMBF Mikrokunststoff - Vorhaben Optimierte Materialien und Verfahren zur Entfernung von Mikroplastik aus dem Wasserkreislauf (OEMP) Mikroplastik im Wasserkreislauf Probenahme, Probenaufbereitung, Probenbehandlung, Analytik, Entfernung und Bewertung (MiWa) Tracking von Submikroplastik unterschiedlicher Identität Innovative Analysetools für die toxikologische und Prozesstechnische Bewertung (subµtrack) Entwicklung neuer Kunststoffe unter Berücksichtigung verschiedener Eintragspfade (ENSURE) Repräsentative Untersuchungsstrategien für ein integratives Systemverständnis von spezifischen Einträgen von Kunststoffen in die Umwelt (Ruseku) 5
Umweltschutz in Deutschland Gesetze und Verordnungen (Auszug) 1957 Erlass des Wasserhaushaltsgesetzes (WASSER) 1972 Erlass des Abfallgesetzes (ABFALL) 1974 Gründung des Umweltbundesamtes 1974 Erlass Immissionsschutzgesetz (LUFT) 1976 Erlass Abwasserverordnung (WASSER) 1986 Gründung des Bundesumweltministeriums 1994 Wandel des Abfallgesetzes in ein Kreislaufgesetz 1994 Verankerung des Umweltschutzes in die Verfassung (Artikel 20a) 1996 Erlass des Bodenschutzrechtes (BODEN) 1998 Erlass der Bundesbodenschutzverordnung 6
Umweltschutz in Deutschland Wo kommen wir her? 7
Kunststoffe in den Meeren und anderen Umweltmedien Eintragsreduktion/ Entfernung unerwünschter Kunststoffeinträge in die Umweltmedien [Plasticontrol e.v.,2017] 8
Lebenszyklus der Kunststoffe und Wege in die Umwelt Rohstoffe auf C oder Si-Basis stoffliches Recycling Kunststoffe Material Design Thermische Verwertung Entsorgung Kunststoffprodukte Formstücke Umwelt (Wasser, Boden, Luft) Getrennte Sammlung Abfälle Weiternutzung von Produkten M -Messverfahren Umwelt (Wasser, Boden, Luft) 9
Instrumente zur Umsetzung von Maßnahmen Gebot Verbot (Rechts-)Normen Konsumenten Produzenten Branchen Erlaubnis Freistellung Ökonomische Maßnahmen Soziale Maßnahmen (freiwillige Vereinbarung) 10
Instrumente zur Umsetzung von Maßnahmen Auf Basis von wissenschaftsbasierten Erkenntnissen - Rechtlich (Verbote, Auflagen, Beschränkungen) - Ökonomisch (u.a. Pfand, Abgaben, Gebühren, Steuern) - Kommunikativ (u.a. Aufklärungsarbeit) Maßnahmen nach Meeresschutzrahmenrichtlinie Grenzwerte in Abwasser-VO Anforderungen an Düngemittel Rücknahmesysteme Abgaben auf Verpackungen (Plastiktüte) Gebühren, Preise z.b. für Wasser Internet Broschüren Sammelaktionen (freiwillig/ finanziert) 11
EU-Kunststoffstrategie 12
Kunststoffherausforderungen in anderen Teilen der Welt Nach Niederschlagsereignissen in Berlin 13
Bewerten: Rahmenbedingungen 01 Rechtliche Rahmenbedingungen u.a. WHG, BBodSchG, KrWAbfG Fachliches Konzept u.a. Gehalte, Wirkungen, Größen, Form materielle Anforderungen u.a. Stoffeigenschaften Parameter u.a. Priorisierung Untersuchungsmethoden u.a. Repräsentativität Grenzwerte 14
Bewerten: Rahmenbedingungen 02 Rechtlich: Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) guter Zustand aller Gewässer in der EU Wasserhaushaltsgesetz (WHG) Umsetzung der WRRL Fachliche Kriterien: Umweltqualitätsnorm (UQN) nach UQN-Richtlinie 2008/105/EG Ableitung UQN: Leitfaden Nr. 27 Technical GuidanceForDerivingEnvironmental Quality Standards der Europäischen Kommission zu betrachtende Schutzgüter:- pelagische & benthische Organismen -Sediment - Prädatoren Stand der Technik Kläranlagen 15
Untersuchungsgegenstand Mikrokunststoff Plastics and microplastics Wichtige Polymere Primäres/ Sekundäres MP Currently Polyethylen missing: (LDPE, an international HDPE) accepted -Größe (< definition 5 mm) Polypropylen (PP) -Material(Duroplaste, Thermoplaste, Elastomere) Works Polyethylenterephthalat(PET) on definitions forplasticsin theenvironmentin ISO TC 61 SC 14 WG 4 1 Polystyrol (PS) Macroplastic(above Polyvinylchlorid (PVC) 25mm) Polyamid (PA) Mesoplastic(5mm Polyester (PES) to 25mm) Polykarbonat (PC) Large microplastic(1mm to 5mm) Gummi SBR Microplastic(1µm to 1mm). Nanopartikel nach EU*: 100 nm entsprechend 0,1 µm Hollman et al., RIKILT report 2013 1 - ISO-report Plastics in the Environment Current state of knowledge and methodologies 16
Kunststoffe Befunde und Schätzungen für Deutschland Material Menge (t) Bemerkung Körperpflegemittel Mikro 500 UBA-Studie 2015 Sekundärrohstoffdünger Makro 20.000 rechtlich legitimiert Mikro Behandeltes Abwasser Mikro? Weit über 90% Rückhalt Mischwasserüberlauf Makro? Mikro Niederschlag (Trennkanal) Makro? Littering Makro 50.000 UBA-interne Schätzung Reifenabrieb Mikro 100.000 BASt-Zahlen 2007 Weiteres Mikro? Makro 17
Herausforderungen auf dem Weg zu Maßnahmen 1. Identifizierung (Datenerhebung nach einheitlichen Verfahren) Bestimmung der Untersuchungsobjekte (Was will ich wissen) Beurteilung der aktuellen spezifischen Situationen (Wo finde ich was) Bestimmung möglicher Quellen und Pfade 2. Evaluierung (Beurteilung nach einheitlichen Untersuchungskonzepten) Beurteilung der rechtlichen Situation (Wasser, Boden, Luft) Bewertung von Materialeigenschaften (chemisch, physikalisch, biologisch) Beurteilung von Wirkungen auf Gesundheit und Umwelt 3. Maßnahmen Rechtliche Anforderungen Ökonomische Instrumente (rechtlich basiert) Ausbildung und öffentliche Information (Aufklärung) 18
Untersuchungsverfahren 1. Probenahme (medienspezifisch) - Gewässer (Netz, Sieb, Maschengröße, Durchsatz, Beprobungstiefe) - Feststoffe/ Böden (terrestrisch, semiterrestrisch, subhydrisch) 2. Probenvorbereitung (detektionsspezifisch und analytspezifisch) - Hygienisieren -Trocknen - Entfernung natürlicher Organik 3. Detektion (fragespezifisch) - optische Verfahren (nur sehr große Teile) - spektroskopische Verfahren (eg. IR, Raman) - thermoanalytische Verfahren(TED-GC-MS) - flüssigkeit-chromatografische Verfahren -.. -.. Verfahrenskenndaten: - Robustheit - Repräsentativität - Wiederfindung und: Umsetzungstauglichkeit 19
Gleiche Untersuchungsklassen bei der Feststoffbestimmung 4 Fraktionen in 99% des Größenbereichs (50 5.000 µm) 3 Fraktionen in 1% des Größenbereichs (1 50 µm) * * Um einen Partikel mit 90% Wahrscheinlichkeit zu finden 20
Normung - National, Europäisch, International 21
Normung im Kunststoffbereich Die Gremien im Kunststoffbereich (Duroplaste, Thermoplaste) SC 14 SC 14 Wiener Vereinbarung 22
Normungsgremien mit Kunststoff bezug 23
Entwicklung der Abwasserbehandlung 1775 Erfindung des WC in England 1800 25% der der Wohnhäuser in London mit WC 1840 WC s in Hamburg 1870 Etablierung Schwemmkanalisation (Gewässer, Rieselfelder) 1882 Erste Kläranlage in Frankfurt am Main (mechanische Reinigung) 1890 Einführung der biologischen Reinigung Neue Herausforderungen: Klimarelevanten Aspekte, Energetische Aspekten der Reinigung, Demografischer Wandel, Verändertes Verbrauchsverhalten, Veränderte Bedarfe an Infrastrukturen in städtischen und ländlichen Räumen, Altersstrukturen bestehender Netze und Anlagen (Modernisierungsbedarf), Mikroschadstoffe (u.a. Arzneimittel, Pflanzenschutz), Neue Stoffe (Nanomaterialien, Mikrokunststoff), Ressourcenschonung (Nährstoffrückgewinnung) 24
Fazit Unabhängig von der Forschung gibt es heute bereits ganz Maßnahmenvorschläge, die dazu beitragen, unerwünschte Kunststoffeinträge in die Umwelt zu reduzieren Die Umsetzung von Forschungsergebnissen in die Praxis ist ein komplexes Geschäft Für die Ableitung von Anforderungen und die Durchsetzung von Maßnahmenvorschlägen sind harte Fakten erforderlich Voraussetzung dafür ist eine einheitliche Datenbasis auf Grundlage harmonisierter, besser standardisierter Untersuchungsverfahren Massenbilanzen (Gesamtgehalte) geben dazu erste Hinweise auf den Handlungsbedarf Bei der Interpretation von Ergebnissen, sind diese immer in Relation zu den jeweiligen Umständen/ Verhältnissen zu bewerten 25
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Dr. Claus Gerhard Bannick Fachgebietsleitung Head of Unit Fachgebiet III 2.6 Unit III 2.6 Abwassertechnikforschung Wastewater Technology Research Umweltbundesamt German Environment Agency Corrensplatz 1 14195 Berlin Telefon: +49 (0)30 8903 4251 Fax: +49 (0)340 2104 4251 E-Mail: claus-gerhard.bannick@uba.de www.umweltbundesamt.de 17.05.2018 / Hier steht der Veranstaltungstitel in 12 Punkt 26