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Kunststoffe, die in der modernen Welt allgegenw\u00e4rtig sind, stellen eine zunehmende Bedrohung f\u00fcr die Gesundheit von Mensch und Umwelt dar. \u00dcberall auf der Welt gibt es Beweise f\u00fcr die Plastikverschmutzung, von Einkaufst\u00fcten in der Tiefsee bis hin zu Mikroplastik in unseren Lebensmitteln und sogar in unserem Blut.<\/p>\n\n\n\n
Auf der Suche nach L\u00f6sungen, um der Zunahme des Plastikm\u00fclls entgegenzuwirken, haben Wissenschaftler der University of California San Diego neue biologisch abbaubare Materialien entwickelt, die herk\u00f6mmlich verwendetes Plastik ersetzen sollen. Nachdem ein interdisziplin\u00e4res Team von Wissenschaftlern, darunter der Biologe Stephen Mayfield von der UC San Diego und die Chemiker Michael Burkart und Robert “Skip” Pomeroy, nachgewiesen haben, dass ihre Polyurethan-Schaumstoffe in Kompost an Land biologisch abbaubar sind, haben sie nun gezeigt, dass das Material auch in Meerwasser biologisch abbaubar ist. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift Science of the Total Environment<\/em> ver\u00f6ffentlicht<\/a>.<\/em><\/p>\n\n\n\n Die Forscher arbeiten daran, das Problem der Plastikverschmutzung anzugehen, das inzwischen als globale Umweltkrise bezeichnet wird. Im Jahr 2010 sch\u00e4tzten Forscher, dass in einem einzigen Jahr 8 Milliarden Kilogramm Plastik in die Ozeane gelangen, wobei bis 2025 eine steile Zunahme prognostiziert wird. Wenn Plastikm\u00fcll ins Meer gelangt, st\u00f6rt er die Meeres\u00f6kosysteme, wandert zu zentralen Orten und bildet M\u00fcllstrudel wie den Great Pacific Garbage Patch, der eine Fl\u00e4che von mehr als 1,6 Millionen Quadratkilometern bedeckt. Diese Kunststoffe werden nicht abgebaut, sondern zerfallen in immer kleinere Partikel und werden schlie\u00dflich zu Mikroplastik, das \u00fcber Jahrhunderte in der Umwelt verbleibt.<\/p>\n\n\n\n In Zusammenarbeit mit der Koautorin der Studie, Samantha Clements, einer Meeresbiologin und wissenschaftlichen Taucherin an der Scripps Institution of Oceanography, f\u00fchrten die Forscher der UC San Diego eine Reihe von Tests mit ihren biologisch abbaubaren Polyurethan-Materialien durch – die derzeit als Schaumstoffe in den ersten kommerziell erh\u00e4ltlichen biologisch abbaubaren Schuhen verwendet werden (die von einem Spin-off-Unternehmen namens Blueview verkauft werden) – und zwar am Ellen Browning Scripps Memorial Pier and Experimental Aquarium von Scripps<\/a>. Der Standort des Piers bot den Wissenschaftlern den Zugang und die einmalige Gelegenheit, die Materialien im nat\u00fcrlichen k\u00fcstennahen \u00d6kosystem zu testen, also genau in der Umgebung, in der sch\u00e4dliches Plastik am wahrscheinlichsten landet.<\/p>\n\n\n\n Das Team fand heraus, dass sich eine Reihe von Meeresorganismen auf dem Polyurethanschaum ansiedelt und das Material biologisch zu den Ausgangschemikalien abbaut, die von diesen Mikroorganismen in der Meeresumwelt als N\u00e4hrstoffe verbraucht werden. Die Daten der Studie deuten darauf hin, dass die Mikroorganismen, eine Mischung aus Bakterien und Pilzen, \u00fcberall in der nat\u00fcrlichen Meeresumwelt leben.<\/p>\n\n\n\n “Unsachgem\u00e4\u00dfe Entsorgung von Plastik im Meer zerf\u00e4llt in Mikroplastik und ist zu einem enormen Umweltproblem geworden”, sagte Mayfield, Professor an der School of Biological Sciences und Direktor des California Center for Algae Biotechnology. “Wir haben gezeigt, dass es absolut m\u00f6glich ist, hochleistungsf\u00e4hige Kunststoffprodukte herzustellen, die auch im Meer abgebaut werden k\u00f6nnen. Plastik sollte gar nicht erst in den Ozean gelangen, aber wenn doch, wird dieses Material zu Nahrung f\u00fcr Mikroorganismen und nicht zu Plastikm\u00fcll und Mikroplastik, die das Leben im Wasser sch\u00e4digen.”<\/p>\n\n\n\n Schuhe, darunter auch Flip-Flops, der beliebteste Schuh der Welt, machen einen gro\u00dfen Teil des Plastikm\u00fclls aus, der in den Weltmeeren und auf M\u00fclldeponien landet. Um ihre Polyurethan-Materialien, die in den letzten acht Jahren an der UC San Diego entwickelt wurden, umfassend zu testen und zu analysieren, wurden f\u00fcr die Studie Experten aus den Bereichen Biologie, Polymer- und synthetische Chemie sowie Meereswissenschaften hinzugezogen. Die Schaumstoffproben wurden der Dynamik von Gezeiten und Wellen ausgesetzt und mit Hilfe der Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie und der Rasterelektronenmikroskopie auf molekulare und physikalische Ver\u00e4nderungen untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass sich das Material bereits nach vier Wochen zu zersetzen begann. Anschlie\u00dfend identifizierten die Forscher Mikroorganismen aus sechs Meeresgebieten rund um San Diego, die in der Lage sind, das Polyurethanmaterial abzubauen und zu verzehren.<\/p>\n\n\n\n “Keine einzelne Disziplin kann diese universellen Umweltprobleme l\u00f6sen, aber wir haben eine integrierte L\u00f6sung entwickelt, die an Land funktioniert – und von der wir jetzt wissen, dass sie auch im Meer biologisch abbaubar ist”, so Mayfield. “Ich war \u00fcberrascht zu sehen, wie viele Organismen sich auf diesen Sch\u00e4umen im Meer ansiedeln. Es entsteht so etwas wie ein mikrobielles Riff.”<\/p>\n\n\n\n