Nils Kreienhop, Jörg Klasmeier und Marco Beeken

Mikroplastik

Mikroplastik, Plastikmüll, Nachhaltigkeit
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Nils Kreienhop, Jörg Klasmeier und Marco Beeken

Ein aktueller Forschungsgegenstand der Wissenschaft

Haben Sie schon einmal versucht, einen oder mehrere Tage auf den Konsum von jeglichen Plastikprodukten zu verzichten? Die erste Herausforderung beginnt schon beim morgendlichen Besuch des Badezimmers. Die Zahnbürste ob elektronisch oder das traditionelle Modell die Zahnpastatube, die Behältnisse von Shampoo, Duschgel und Co all das besteht fast immer aus Kunststoffen. Diesen „Plastikfaden kann man nun fortlaufend durch den Tagesablauf fädeln. Plastik begegnet uns in vielfältigen Varianten und Modifikationen, ob Makroplastik oder Mikroplastik, von morgens bis abends und ist gegenwärtig ein fester, ja kaum wegzudenkender Bestandteil unseres Lebens in einer Wohlstandsgesellschaft.
Zweifelsohne ist eben diese verantwortungsbewusste Verwendung und Nutzung von Plastikprodukten an vielen Stellen sogar überlebenswichtig oder zumindest nachhaltiger als die Verwendung von möglichen plastikfreien Alternativprodukten. Gerade die aktuelle Corona-Krise zeigt eindrucksvoll, dass Kunststoffe im Bereich der Medizin und der Realisierung von entsprechenden Hygienestandards, wie z.B. der Verwendung von Masken, einen sehr wichtigen Beitrag leisten. Auch beim Weg der Transformation von der auf fossilen Brennstoffen beruhenden Motorisierung hin zur Elektromobilität, welche mit der Energie aus regenerativen Quellen betrieben wird, spielen die Kunststoffe eine wichtige Rolle: Sie sind leicht, beliebig formbar und erfüllen zahlreiche Funktionen. So lässt sich das Gewicht eines Elektroautos mit seinen schweren Akkumulatoren deutlich reduzieren und somit eine vertretbare Reichweite realisieren.
Kunststoffe bzw. Plastik sind sogenannte Polymere, die mittels Polymerisation, Polyaddition oder Polykondensation entweder aus Materialien fossilen Ursprungs (Erdöl, Erdgas) oder auf Basis nachwachsender Rohstoffe (Zuckerrohr, Stärke) gewonnen werden [1]. Mit Eigenschaften wie Beständigkeit, Formbarkeit, Leichtigkeit und der kostengünstigen Herstellung stellt Plastik einen wertvollen Werkstoff für zahlreiche Anwendungsgebiete dar [2]. So hat in den letzten 70 Jahren die Plastikproduktion um ein Vielfaches zugenommen. Jährlich werden weltweit 359 Millionen Tonnen an Plastik produziert [3]. Betrachtet man den gesamten Produktionszeitraum, sind bis 2015 ungefähr 7800 Millionen Tonnen an Kunststoffen produziert worden, die Hälfte davon innerhalb der letzten 13 Jahre [4]. Im Vergleich dazu betrug das Produktionsvolumen von biologisch abbaubaren bzw. biobasierten Kunststoffen 2019 lediglich 2,1 Millionen Tonnen [5].
Die meisten der gängigen Kunststoffe sind Thermoplaste, welche beim Erhitzen ihre Form verändern und somit schmelzbar sind. Dazu gehören unter anderem die bekannten Polymerarten Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylenterephtalat (PET) und Polymethylmethacrylat (PMMA, Plexiglas®). Andere Polymertypen unterliegen beim Erhitzen einer Veränderung ihrer chemischen Struktur und sind nach ihrer Aushärtung nicht mehr verformbar (Duroplasten) oder lediglich elastisch formbar (Elastomere). Bekannte Beispiele für Duroplasten sind ungesättigte Polyester(-harze) sowie für Elastomere verschiedene Synthesekautschuke [1].
Obwohl Plastik, entsprechend seiner vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere in der Industrie einen hohen Stellenwert einnimmt, steigt mit der Produktion und einem unkontrollierten Umgang mit Plastik auch der menschliche Einfluss auf das System Erde. Der Mensch ist heutzutage einer der größten Einflussfaktoren auf Ökosysteme und Biodiversität [6]. So gehen auch mit der Freisetzung von Plastikpartikeln unterschiedlich weitreichende und unvorhersehbare Folgen für unsere globale Umwelt einher. Obgleich schon 1974 kleinste Plastikpartikel in aquatischen Systemen beobachtet wurden [7], ist das Forschungsfeld Mikroplastik erst mit Beginn des 21. Jahrhunderts entstanden. Seitdem...
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Fakten zum Artikel
aus: Unterricht Chemie Nr. 179 / 2020

Mikroplastik

Zeitschrift "Unterricht Chemie" Premium-Beitrag Methode & Didaktik Schuljahr 5-13