Große Mengen biologisch abbaubarer Kunststoffe in Düngemitteln aus Kompostierungsanlagen

Kompostierungsanlagen verarbeiten die Bioabfälle zu Endkompost, der als Kompost im Boden von Feldern und Gärten landet. Eine Studie der Universität Bayreuth hat gezeigt, dass fertiger Kompost aus Kompostieranlagen in Deutschland eine Vielzahl biologisch abbaubarer Kunststoffpartikel enthält. Durch die Größe und Menge der detektierten Partikel werden die geltenden Rechts- und Zertifizierungsnormen nicht verletzt. Allerdings stellen in Scientific Reports veröffentlichte Daten den Beitrag dieser Standards zu einem wirksamen Umweltschutz in Frage. Und sie werfen die Frage auf, ob biologisch abbaubare Kunststoffe geeignet sind, herkömmliche Kunststoffe in umwelt- und ernährungssensiblen Bereichen zu ersetzen.

Die neue Studie ist das Ergebnis einer engen interdisziplinären Zusammenarbeit am Sonderforschungsbereich SFB 1357 „Mikroplastik“ der Universität Bayreuth. Die Forschungsarbeiten wurden vom Ministerium für Umwelt und Klimaschutz und der Energiewirtschaft Baden-Württemberg gefördert. Dies ist die erste wissenschaftliche Studie, die kommerziell erhältlichen Kompost systematisch auf biologisch abbaubare Kunststoffpartikel untersucht. Bayreuther Wissenschaftler arbeiteten mit vier kommunalen Bioabfallverwertungsanlagen in Baden-Württemberg zusammen. In diesen Anlagen werden Bioabfälle in einem zweistufigen Prozess nach etablierten technischen Verfahren behandelt, wobei nach der mikrobiellen Produktion von Biogas die Restorganik in hochwertigen Kompost umgewandelt wird.

Im Endkompost der vier Anlagen entdeckten Bayreuther Forscher eine Vielzahl biologisch abbaubarer Mikroplastikpartikel mit einer Größe von weniger als einem Millimeter. Zusammen machen diese Partikel 0,43 % des Trockengewichts des Komposts aus. Die deutsche Düngemittelverordnung (DüMV) verlangt nicht, dass der Anteil an biologisch abbaubarem Kunststoff in hochwertigem Kompost maximal nur 0,1 Prozent des Trockengewichts beträgt. Allerdings bezieht sich diese Grenze nur auf Mikroplastikpartikel, die größer als 2 mm sind.

„Der gesetzlich festgelegte Grenzwert für den Anteil an biologisch abbaubarem Mikroplastik sollte künftig auch deutlich kleinere Partikel umfassen, um die Kontamination von Ackerflächen deutlich zu reduzieren. Dies erscheint insbesondere deshalb notwendig, weil der fertige Kompost sehr viele Partikel kleiner als 2 mm enthält. Wie.“ unsere Studie zeigt, dass diese Partikel in vielen Fällen Eigenschaften haben, die ihren biologischen Abbau durch Mikroorganismen deutlich verzögern können“, sagt Studienleiterin Prof. Dr. Ruth Freitag, Leiterin Bioverfahrenstechnik. „Je länger Mikroplastikpartikel im Boden verbleiben, desto größer ist die Gefahr, dass sie von Bodenorganismen aufgenommen werden und so in die Nahrungskette gelangen“, warnt der Bayreuther Biologe.

Auch die europäische Zertifizierungsnorm EN 13432 für biologisch abbaubare Materialien und damit biologisch abbaubare Materialien greift im Kontext der neuen Studie nicht. Nach dieser Norm ist ein Kunststoff biologisch abbaubar, wenn er in weniger als zwölf Wochen zu 90 Prozent in Partikel kleiner als zwei Millimeter zerfällt. „Allerdings erfolgt der Kompostierungsprozess in aktuellen Kompostierungsanlagen nach dem Stand der Technik in kürzeren Zeiträumen. Es ist sehr wahrscheinlich, dass wir deshalb immer noch biologisch abbaubare Rückstände im fertigen Kompost finden. Leider ist die Zertifizierung ein Produkt wie Kompost und biologisch abbaubar sagt also nichts über sein weiteres Verhalten in der Umwelt aus, im Gegenteil, es gibt Forschungsarbeiten anderer Arbeitsgruppen der Universität Bayreuth, die belegen, dass solche Materialien jahrelang in der Umwelt verbleiben“, sagt Thomas Steiner MSc, einer der Erster Student und Doktorand in der Forschungsgruppe Bioverfahrenstechnik der Universität Bayreuth.

Die in der Fachzeitschrift Scientific Reports veröffentlichte Studie befasst sich auch mit biologisch abbaubaren Kunststoffpartikeln in Flüssigdünger. Dieser Dünger wird durch anaerobe Behandlung von Bioabfällen hergestellt, die an drei der vier kommunalen Fabriken geliefert werden, die den Biokompost für wissenschaftliche Analysen zur Verfügung gestellt haben. In Flüssigdünger finden sich mehrere tausend Plastikpartikel pro Liter, diese Partikel haben einen Durchmesser von weniger als einem halben Millimeter.

Sowohl im Fertigkompost als auch im Flüssigdünger sind PLA (Polylactidsäure, auch Polymilchsäure genannt) und PBAT (Polybutylenadipatterephthalat) die gängigsten Kunststoffe. Mehrere Hinweise deuten darauf hin, dass sie größtenteils aus handelsüblichen biologisch abbaubaren Mülltüten stammen, die zusammen mit den darin enthaltenen Bioabfällen in Bioabfallbehältern von Privathaushalten entsorgt wurden. „Viele Privathaushalte in Deutschland verwenden heute gerne biologisch abbaubare Mülltüten und biologisch abbaubare Lebensmittelfolien.“ Die Ergebnisse unserer Forschung werfen jedoch die Frage auf, ob diese Kunststoffprodukte weiterhin als Bioabfall entsorgt und in Feld und Garten angewendet werden sollten Es ist nach derzeitigem Stand der Forschung nicht auszuschließen, dass Zersetzungsprodukte lange im Boden verbleiben und schädliche Wirkungen haben.Eine schnelle Umwandlung durch Mikroorganismen in Kohlendioxid, Wasser und Biomasse ist insgesamt nicht nachgewiesen Fällen „Mikroorganismen auf jeden Fall“, sagt Professor Ruth Freitag .

Bezug: Steiner T, Chang Wei, Muller JN, et al. Kommunale biologische Abfallbehandlungsanlagen tragen mit biologisch abbaubaren Kunststoffabfällen mit angenommenem höheren Stabilitätspotential zur Umweltbelastung bei. Vertreter der Wissenschaft. 2022; 12 (1): 9021. doi:10.1038/s41598-022-12912-z

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