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Bioabbaubare Folie für Landwirtschaft

Neues Plastik ist verdaulich für Mikroben

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Bei ihrem Versuch füllten die Wissenschaftler je 60 Gramm Erde in Flaschen von 100 ml Volumen und steckten PBAT auf Trägermedien in das Bodenmaterial. Nach sechs Wochen untersuchten die Forscher, ob sich Mikroorganismen auf dem Polymer angesiedelt hatten. Kohlenstoffdioxid, das aus der Flasche ausströmte, analysierten sie auf den Anteil des Kohlenstoffisotops 13C. Den Einbau des Polymerkohlenstoffs in die Biomasse von Mikroorganismen auf der Polymeroberfläche bestimmten sie zusammen mit Forschern der Universität Wien.

Noch keine finale Lösung des Plastikproblems

Wie lange PBAT in landwirtschaftlichen Böden verbleibt, können die Forscher noch nicht voraussagen. Um den Abbau der PBAT-Folie unter Umweltbedingungen zu untersuchen, sind Langzeitstudien auf verschiedenen Böden und unter unterschiedlichen Bedingungen im Freiland nötig.

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„Es gibt leider noch keinen Grund zum Jubeln: das globale Umweltproblem der Plastikverschmutzung haben wir nicht gelöst“, sagt Sander. „Aber wir haben einen ersten, sehr wichtigen Schritt in Richtung Abbaubarkeit von Plastik in Böden gemacht.“

Er warnt allerdings vor überzogenen Erwartungen bezüglich des biologischen Abbaus von Kunststoffen in der Umwelt: „Die Ergebnisse lassen sich nicht direkt auf andere Umweltsysteme übertragen. Zum Beispiel ist der Bioabbau von Polymeren im Meerwasser möglicherweise deutlich langsamer, da dort andere Bedingungen vorherrschen und andere Mikroben leben.“

Erste Schritte für umweltfreundlicheren Ackerbau

Die Forscher erwarten, dass ihre Studie auch in der Industrie Beachtung findet. „Wir haben eine Analytik entwickelt, die der Industrie die Türe öffnet für Umweltverträglichkeitsprüfungen ihrer Produkte. Dank unserer Methode kann sie dazu übergehen, biologisch abbaubare Materialien für Mulch-Folien herzustellen und die dünnen Polyethylen-Folien zu ersetzen“, sagt ETH-Professor und Mitautor McNeill.

Bislang gibt es erst wenige Chemiefirmen, die auf die umweltverträglicheren aber etwas teureren PBAT-Folien setzen. Dazu zählt die BASF, die diese Studie unterstützt hat. „Im Vergleich zur gesamten in Umlauf gebrachten Plastikmenge spielen die bioabbaubaren Mulch-Folien bislang eine kleine Rolle. Aber diese Produkte sind ein wichtiger Anfang, da sie landwirtschaftliche Böden entlasten und langfristig vor der Anreicherung mit Plastik schützen können“, sagt Sander.

Eine weitere Möglichkeit, den Eintrag von Plastik in Böden zu verringern, ist auch das Verwenden dickerer Mulch-Folien, wie sie zum Beispiel in der Schweizer Landwirtschaft verwendet werden. Diese lassen sich nach Gebrauch einsammeln, wiederverwenden oder in der Abfallverbrennung entsorgen.

Originalpublikation: Zumstein MT, Schintlmeister A, Nelson TF, Baumgartner R, Woebken D, Wagner M, Kohler H-P E, McNeill K, Sander M: Biodegradation of synthetic polymers in soils: Tracking carbon into CO2 and microbial biomass. Science Advances, 25 Juli 2018; DOI: 10.1126/sciadv.aas9024

* P. Rüegg, ETH Zürich, 8092 Zürich/Schweiz

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