08.05.2023

Wie Recycling das Mikroplastik-Problem verschärft

Recyclingprozesse sollten die Umweltbelastung durch Mikroplastik eigentlich reduzieren. Eine neue Studie zeigt nun, dass durch den Recyclingprozess selbst große Mengen an Mikroplastik in die Umgebung gelangen.
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(c) Adobestock

Was haben menschliche Hoden und die Ozeane dieser Welt gemeinsam? Beide können besorgniserregende Mengen an Mikroplastik enthalten. Eine Pilotstudie hat nun untersucht, inwiefern eine Kunststoffrecyclinganlage in Großbritannien zur Verschmutzung durch Mikroplastik beiträgt.

Schon vor der Studie vermuteten die Autor:innen, dass Mikroplastik durch Recyclingprozesse entstehen könnte. Als Mikroplastik werden Plastikpartikel kategorisiert, die kleiner als fünf Millimeter sind.

Weltweit werden jährlich rund 400 Millionen Tonnen Kunststoff produziert. Circa neun Prozent davon werden recycelt. Laut einer Schätzung einer Autorin der Studie, die im Journal of Harzardous Materials Advances veröffentlicht wurde, könnten jedes Jahr etwa zwei Millionen Tonnen Mikroplastik-Abfälle anfallen.

Recycling kann zu Mikroplastik-Verschmutzung beitragen

Um Plastik im Kreislauf zu behalten, wird es recycelt. Dafür muss es nach Sorten getrennt, gewaschen oder zerkleinert werden. Die in der Studie untersuchte Anlage befindet sich in Großbritannien und sei laut den Forscher:innen hochmodern.

Um zu untersuchen, wie viel Mikroplastik durch den Recyclingprozess in das Abwasser gelangt, haben die Wissenschafter:innen das Abwasser vor und nach der Einrichtungen eines Wasserfiltersystems untersucht. Vor der Errichtung des Filtersystems gelangen jährlich 2.933 Tonnen Mikroplastik in das Abwasser. Danach waren es 1.366 Tonnen.

Das seien etwa sechs Prozent des Kunststoffs, der in der Anlage recycelt wird bzw. 13 Prozent, wenn das Wasser nicht gefiltert wird. 80 Prozent dieser entdeckten Mikroplastik-Partikel waren kleiner als zehn Mikrometer.

Damit konnten 90 Prozent des Mikroplastiks, das über zehn Mikrometer groß war, entfernt werden. Mikroplastik mit einer Größe unter fünf Mikrometer konnte im Allgemeinen nicht entfernt werden. Die Forscher:innen schätzen, dass somit jedes Jahr 59 bis 1.184 Tonnen in das Meer gelangen könnten.

Die Gefahr von besonders kleinem Mikroplastik

Bekannterweise stellt Mikroplasitk eine Gefahr für Lebewesen und Ökosysteme dar. Nicht nur, weil es von Lebewesen aufgenommen wird und dadurch zu Problemen führt. Sondern auch, weil Mikroplastik Schadstoffe aufnimmt und diese so transportiert werden. Mikroplastik wurde beispielsweise, wie Anfangs erwähnt, in menschlichen Hoden oder Blut nachgewiesen.

Vor allem Mikroplastik, das kleiner als zehn Mikrometer ist, wird mit Krankheiten bei Menschen in Verbindung gebracht. Auch für die Angestellten der Kunsstoffrecyclinganlagen ist die Belastung durch Mikroplastik ein Problem. Denn auch in der Luft rund um die Anlage wurden hohe Konzentrationen an Mikroplastik gefunden. 61 Prozent der Partikel waren kleiner als zehn Mikrometer.

Vor allem ab dieser Größe kann Plastik zu Lungenerkrankungen und anderen Atemwegserkrankungen führen. Über einen Einsatz von Masken bei diesen Recycling-Anlagen sollte laut den Forscher:innen nachgedacht werden, um die Arbeiter:innen zu schützen.

Die Forscher:innen fordern Filterung, Rechtsvorschriften und Überwachung

Eigentlich sollte Recycling die Plastikverschmutzung reduzieren. Doch die Studie zeigt, dass solche Verfahren auch eine Quelle der Verschmutzung sein können. Im Vereinigten Königreich, wo die Studie durchgeführt wurde, gibt es keine Rechtsvorschriften zur Kontrolle der Freisetzung von Mikroplastik. Das sollte sich ändern, wenn es nach den Autor:innen geht.

Außerdem brauche es eine bessere Überwachung der Einleitung von Mikroplastik durch Recyclinganlagen, sowie eine Filterung und Vorschriften, um die Menge an Mikroplastik zu minimieren. Die Studie soll laut den Autor:innen nicht dazu animieren, das Recycling von Plastik einzustellen, sondern den Plastikverbrauch an sich zu minimieren.

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Der neue NanoPro VT (c) UpNano

Dank der 2PP-3D-Technologie (Zwei-Photonen-Polymerisation) kann UpNano hochpräzise Strukturen im Mikro- und Nanobereich drucken. Dadurch wird die Herstellung großer Mengen von bislang nicht realisierbaren Mikroteilen für industrielle Produktionsprozesse möglich. Darüber hinaus bietet das Unternehmen die Möglichkeit, lebende Zellen für biologische Anwendungen zu drucken – brutkasten berichtete.

Mit dem neuen NanoPro VT führt UpNano nun ein vollständig integriertes, auf 2PP-Technologie basierendes Servicemodell ein. Dieses Angebot stellt laut eigenen Angaben den „weltweit ersten Service für die Serienfertigung von 2PP-3D-gedruckten Mikroteilen“ dar.

NanoPro ermöglicht hohe Skalierung von industriellen Mikroteilen

Die präzise Fertigung von Prototypen mittels 2PP-3D-Druck hat die Entwicklungsprozesse in zahlreichen Industrien transformiert. Allerdings gab es bisher immer einen entscheidenden Nachteil: Die langen Produktionszeiten. Mit der Einführung des NanoPro-Services möchte UpNano genau dieses Problem lösen. Das Angebot soll neue Möglichkeiten in der Skalierung und Massenfertigung industrieller Mikroteile eröffnen. Dabei setzt NanoPro auf ein effizientes und kostensparendes Verfahren, um die Produktion von Polymer-Kleinteilen mit 2PP-3D-Druck zu skalieren.

Zum Launch äußert sich UpNano-CEO Bernhard Küenburg: „Wir sind sehr stolz darauf, unseren Kunden mit der Nutzung dieses Hochleistungsdruckers den allerersten voll integrierten Service für die Produktion von Mikroteilen, die bisher nicht produzierbar waren in industriellen Mengen anbieten zu können. […] Ob Prototyping, Batch- oder Serienproduktion – wir bieten maßgeschneiderte Lösungen bis hin zur weltweiten Auslieferung“.

Hohe Leistungsfähigkeit

Das patentierte Drucksystem NanoPro VT erlaubt eine Leistungsfähigkeit von 32 Megavoxel (Millionen Volumenpixel) pro Sekunde. Laut CTO Peter Gruber eröffnet dies die Möglichkeit, „Millionen identischer Teile zu drucken – oder eine gleiche Anzahl mit individuellen Merkmalen. Dazu bietet der NanoPro VT eine Detailauflösung von unter 100 nm. Auch die Möglichkeit, 200 mal 200 Millimeter große Substrate vollflächig zu bedrucken ist bislang einzigartig“.

Mit der Einführung des integrierten NanoPro-Services können Nutzer:innen der NanoOne-Serie ihre Designs nun nahtlos in die Serienfertigung überführen. Erste Schritte wie die Designerstellung und das Drucken von Prototypen werden dabei intern durchgeführt, wobei Kund:innen während des gesamten Prozesses von eine:r Expert:in unterstützt werden. CEO Küenburg hebt hervor, dass Kund:innen durch diesen Service „keinen Reinraum, keine Post-Processing-Geräte und auch in keine eigene Messtechnik oder Qualitätskontrolle für den 2PP 3D-Druck investieren müssen“.

UpNano will Produktionsprozesse beschleunigen

Das Wiener Startup UpNano positioniert sich als High-Tech-Unternehmen mit Fokus auf die Entwicklung, Produktion und Vermarktung hochauflösender 3D-Drucker. Dabei bietet UpNano seinen Kund:innen ein umfassendes Gesamtpaket aus Hardware, Software und optimierten Druckmaterialien, um die Fertigung von polymeren Mikroteilen zu ermöglichen. Seit seiner Gründung im Jahr 2018 verfolgt das Unternehmen das Ziel, Produktionsprozesse zu beschleunigen, die Detailauflösung kontinuierlich zu verbessern und das verfügbare Material-Portfolio stetig zu erweitern.

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