Die Abfallinsel im Pazifik Eine Ahnung von Apokalypse Kurzvortrag im Rahmen der Vorlesung Abfalltechnik Rolf Ehrsam 29. September 2009
1. Das Phänomen Müllstrudel In den Medien ist in den letzten Jahren die Geschichte der Müllinsel im Pazifik aufgetaucht. Dabei handelt es sich jedoch nicht etwa um eine begehbare Insel, sondern vielmehr um eine Ansammlung von Kunststoffteilen verschiedener Grösse, in mitunter auch verschiedensten Wassertiefen. Dies stellt vor allem das Zooplanktonwachstum und die Nahrungsgrundlage verschiedener Tiere infrage. Eine baldige Lösung dieses Problems scheint nicht in Sicht. 1.1 Anhäufung und Konzentration Darauf dass ein derartiger Müllstrudel existieren könnte, hat Curtis Ebbesmeyer, ein bekannter Ozeanograph, bei seinen Studien über die Meeresströmungen geschlossen. Er ging davon aus, dass der als Globales Förderband bekannte Wasserstrom (Abb. 1), im Pazifik eine Anhäufung von im Meer treibenden Gegenständen zur Folge haben muss. Abb 1: Das Globale Förderband in den Weltmeeren Im Jahr 1997 entdeckt schliesslich der Chemiker und passionierte Hobbysegler Charles Moore auf der Überfahrt von Hawaii nach Kalifornien eine grössere Ansammlung von im Pazifik treibendem Plastikmüll. In den folgenden Jahren ist er immer wieder dahin zurückgekehrt und begann damit diese Ansammlung genauer zu untersuchen. Er stellte dabei fest, dass die Plastikteile unter Einfluss der Sonneneinstrahlung, des Wassers und dem Wellengang in immer kleinere Teile zerfallen und auch aufgrund der verschiedenen Dichten auch auf Tiefen von über 10m zu finden sind. Abb. 2: Delfin im nordpazifischen Garbage Patch Abb 3: Kleinste Kunststoffteile in einem Wassertropfen Rund 3 Millionen Tonnen verschiedenster Kunststoffe, so die Schätzung, treiben im nordpazifischen Wirbel und machen den beheimateten Lebewesen das Leben schwer (Abb. 2). Die mikroskopisch kleinen Plastikteile verdrängen an der Wasseroberfläche das Zooplankton, mit schwerwiegenden Folgen auf die Nahrungskette. Im Jahr 2001 misst Moore sechsmal höhere Konzentrationen von Plastikpartikeln gegenüber der Trockenmasse von Zooplankton. Fünf Jahre später findet er gar einen Ort mit der 46fachen Konzentration (Abb. 3). 2
1.2 Quellen des Plastiks Schon seit dem 19. Jahrhundert wird Plastik industriell hergestellt, jedoch haben die Abfallvolumenströme erst in den letzten Jahrzehnten massiv zugenommen. Die geographische Herkunft der Kunststoffe liegt vorab in den Küstenstaaten des Pazifiks, in denen Abfall oft über Gewässer ins Meer gespült, aber auch durch Wind von Müllhalden weg in die Ozeane eingetragen werden. Allfällige biogene Abfallbestandteile werden im Meer in absehbarer Zeit abgebaut, der Kunststoff hingegen zerfällt nur langsam. Somit ist der nordpazifische Müllstrudel also nicht nur ein Neuzeitphänomen, sondern auch mit den emittierten Mengen an Kunststoff verbunden. So hat gerade die globale wirtschaftliche Entwicklung einen grossen Teil zum Problem beigetragen. Hierbei spielt jedoch die wirtschaftliche Entwicklungslage der einzelnen Anrainerstaaten nur eine untergeordnete Rolle. Industriestaaten ohne ausgeprägte Abfallbehandlungsund Recyclingsysteme emittieren grosse Plastikmengen. Genauso wie auch Schwellen- und Entwicklungsländer. Abb. 4: Los Angeles River, USA 2. Folgen und Gefahren Die Auswirkungen des Müllstrudels werden allgemein in zwei Gebiete aufgeteilt. In erster Linie werden die direkten Einflüsse auf Lebewesen aufgrund der wahrnehmbaren Plastikteile genannt. Zusätzlich werden die Auswirkungen der mikroskopisch kleinen Teile und der Kunststoffzusatzstoffe auf die Organismen untersucht. 2.1 Direkte Auswirkungen In den vergangenen 12 Jahren wurden zunehmend Tierkadaver aufgefunden, welche im Verdauungstrakt grosse Mengen verschiedenster Kunststoffteile aufwiesen. Vor allem aufgrund der bunten Farben verwechseln die Tiere Plastikteile mit ihrer üblichen Nahrung. In der Folge können leiden sie unter Verstopfung oder gehen an Atemproblemen zugrunde (Abb. 5). Betroffen sind in erster Linie Vögel, jedoch leiden auch Schildkröten und Fische unter dem Müllstrudel. Es ist davon auszugehen, dass dieser Effekt der irrtümlichen Plastikaufnahme nicht nur zu Dezimierung der einzelnen Arten führt, sondern dadurch auch einen Einfluss auf die Nahrungskette ausübt. Abb. 5: Betroffene Tierarten: Albatros, Schildkröte, Regenbogenmakrele 3
2.2 Plastik und seine Bestandteile Kunststoffe bestehen aus den verschiedensten Polymerstrukturen und gelten hinsichtlich ihrer chemischen Wirkung auf Organismen als vollkommen unbedenklich. Als viel gefährlicher jedoch stellen sich die verschiedenen Zusatzstoffe heraus. Verschiedenste Chemikalien werden dem Kunststoff als sogenannte Additive bei der Produktion zugemischt um die bestimmte Eigenschaften und Nutzbarkeit des Produkts zu erreichen. Antistatika werden Kunststoffen zugefügt, um die elektrostatische Aufladung der Verpackung zu verhindern. Flammschutzmittel verhindern eine schnelle Entzündbarkeit. Stabilisatoren verstärken den Schutz vor UV-Strahlung, Wärme oder Alterung. Mit Weichmachern wird die Elastizität des Kunststoffes wird erhöht oder die Temperatur, bei der er spröde wird, gesenkt. An dieser Stelle wird vor allem auf den Stoff Bisphenol A eingegangen: Von Bisphenol A (Abb. 6) hat werden weltweit schätzungsweise 3 Mio. Tonnen jährlich hergestellt. Er dient als Hauptbestandteil in der Oberflächenbeschichtung von CD s, Plastikschüsseln, Babyfläschchen oder Beschichtung von Folien. In den vergangenen Jahren wurden dem Stoff hormonelle Wirkungen (östrogenähnlich) nachgewiesen. In Experimenten wurden hormonelle Missbildungen bei Mäusen und Vögeln festgestellt. Abb. 6: Chemische Formel von Bisphenol A 2.3 Weitere ähnliche Phänomene Aufgrund der ozeanischen Ströme muss davon ausgegangen werden, dass sich derartige Müllstrudel aus Kunststoff nicht nur im nördlichen Pazifik ausbilden werden. Schon heute weisen erste Hinweise darauf hin, dass sich bereits im Nordatlantik vermehrt Kunststoffe ansammeln. Tendenziell könnte das Phänomen auch noch im Südpazifik, dem indischen Ozean oder dem Südatlantik ausbilden (Abb. 7). Abb. 7: Die grossen Meeresstrudel der Welt 3. Möglichkeiten und Massnahmen Allein schon die Dimension des Phänomens Müllstrudel bewirken grosse Fragen, wie man dem Problem beikommen will. Einerseits handelt es sich um eine riesige Abfallmenge, andererseits sind die Teile auch mikroskopisch klein. Weiter erschwert wird die Umsetzung der Möglichkeiten durch die ungeklärte Frage nach der Verantwortlichkeit für diese Umweltbelastung. Sie liegt in internationalen Gewässern und zudem wären die Kosten für deren Beseitigung immens. In erster Linie wird deshalb der Ansatz der Prävention empfohlen. 4
3.1 Technische Ansätze und ihre Grenzen Der eine Vorschlag, wie der Kunststoff aus dem Wasser entfernt werden könnte, ist die Siebung. Natürlich kann die Entfernung kleinster Teile nicht gewährleistet werden. Da Kunststoffe jedoch einen guten Brennstoff darstellen könnten sie für verschiedene Geschäftszweige einen Rohstoff darstellen und an Wert gewinnen (bspw. für Kehrichtverbrennungsanlagen mit Fernwärmeproduktion oder als Brennstoff in Zementwerken). Allerdings fehlen hier die technischen Geräte und Studien zu ihrer Wirtschaftlichkeit. Im Weiteren zielt die Forschung auf die Entwicklung plastikfressender Mikroorganismen, welche nur ausgebracht werden können und einfach den Kunststoff abbauen. Jedoch ist unklar, welchen Einfluss derartige Organismen auf die Ökosystem an sich haben und was passieren würde, wenn die Organismen wieder in die Zivilisation zurückkehrten, wo der Kunststoff ja gezielt verwendet wird. 3.2 Prävention Das Verhindern von Abfall und die gezielte Lenkung der Abfallströme sind die naheliegendsten und effektivsten Massnahmen, welche sich derzeit anbieten. Dies kann im einfachsten Fall über die Verwendung umweltschonender Verbrauchsmaterialien und alternativer Verpackungen ohne Kunststoff geschehen. Zudem wird vermehrt über die Verwendung von biologischen Kunststoffen diskutiert. Es bestehen bereits Möglichkeiten und Verfahren, um aus Stärke, Polymilchsäuren (PLA) oder Polyhydroxybuttersäure (PHB) Kunststoffe herzustellen. Allerdings stehen die Rohstoffe (u.a. Mais) in Konkurrenz mit der Nahrungsmittelversorgung. Dadurch können sie nicht primär als Lösung in Betracht gezogen werden. Als weiterer Ansatz gilt die Erhöhung der Recyclingraten, bei welchen die Kunststoffe mehrfach verwendet oder in einen wiederverwertbaren Rohstoff zurückgeführt werden können. 4. Quellen Als Basis zum Kurzvortrag und dieser Zusammenfassung diente der Artikel Eine Ahnung von Apokalypse verfasst von Peter Haffner und erschienen im NZZ Folio 07/09. Internetquellen: http://www.google.ch/search?q=eine+ahnung+von+apokalypse Charles Moore s Algalita Foundation: http://www.algalita.org/ Ozeanforschungschiff ORV Alguita: http://www.alguita.com Curtis Ebbesmeyers Homepage: http://beachcombersalert.org/ Sea Studios Foundation: http://www.greatgarbagepatch.org/ Bericht in der Zeitschrift Spiegel: http://www.spiegel.de/spiegel/0,1518,533229,00.html Greenpeace: http://www.greenpeace.org/international/campaigns/oceans/pollution/trash-vortex 5