Kläranlagen versus Mikroplastik

Sind Kläranlagen tatsächlich, wie behauptet wird, damit überfordert, Mikroplastik aus dem Abwasser herauszufiltern und so am Eintrag in nachfolgende Gewässer zu hindern? Gesicherte Erkenntnisse fehlen hier, es gibt Forschungsbedarf.

Zum Thema „Mikroplastik und Kläranlagen“ veranstaltete Fraunhofer Umsicht in Kooperation mit dem Cluster Umwelttechnologien.NRW im November einen sogenannten Thementisch. 25 Experten, überwiegend aus der Abwasserbranche, nahmen an der Diskussionsrunde teil.

Ralf Bertling von Fraunhofer Umsicht eröffnete den Thementisch mit einem Übersichtsvortrag zu Mikroplastik sowie der Vorstellung aktueller Aktivitäten des Instituts in diesem Bereich. Wie der Referent darlegte, grenzt sich der Forschungs- und Entwicklungsansatz von Fraunhofer Umsicht von bisherigen Denkweisen ab. Betrachtet werde hier das gesamte Mikroplastik-System als eine Prozesskette mit der Kläranlage als zentralem Bestandteil. Seit März 2014 widmet sich die neue AG Mikroplastik im Institut, eine interdisziplinär zusammengesetzte Gruppe von Forschern, in der sich verschiedene Kompetenzen bündeln, dem Thema Mikroplastik. „Es gibt Handlungsbedarf“, heißt es unisono in der AG.

Maren Heß vom Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen begrüßte diese Aktivitäten. Zum einen seien bisher nur wenige Studien zu Mikroplastik veröffentlicht worden, die zudem meist in Zusammenhang mit Salzwasser und nicht mit Süßwasser stünden. Es fehlten beispielsweise detaillierte Informationen zu Ursprung und konkreter Verbreitung, Anzahl, Qualität und Auswirkungen auf die Umwelt. Zum anderen gebe es bisher keine allgemein gültige und wissenschaftlich belastbare Vorgehensweise zur Bestimmung und Bewertung der Mikroplastik-Problematik. „Hier herrscht eindeutig Forschungsbedarf. Für die Zurückhaltung der Forschung sind sicherlich auch fehlende finanzielle Mittel verantwortlich“, fügte Ralf Bertling hinzu.

Etablierte Methoden nutzen

Carmen Nickel, Expertin für Nanotechnologie am Institut für Energie- und Umwelttechnik e.V. (IUTA) in Duisburg, stellte daraufhin entsprechende Analysemethoden vor und dabei die Eigenschaften von Nanomaterial und Mikroplastik gegenüber. Bereits etablierte Methoden und Erkenntnisse will Nickel vom einen in den anderen Bereich überführt wissen: „Was können wir aus unseren bisherigen Erfahrungen mit Nanomaterialien für das Thema Mikroplastik lernen? Etwa, dass eine Abschätzung über die reine Masse des Mikroplastiks im Abwasser nicht unbedingt aussagekräftig sein muss. Die Oberfläche der gleichen Masse an Partikeln vergrößert sich um ein Vielfaches, je kleiner die Partikel sind. Und je größer die Oberfläche, desto mehr Schadstoffe können sich prinzipiell an ihr anlagern.“ Burkhard Hagspiel von der Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg hingegen hielt die Aufregung um das Thema Mikroplastik in Kläranlagen für übertrieben. Und begründete dies mit den geringen Mengen Mikroplastik, die in behandeltem Abwasser bisher nachgewiesen worden seien. Zugleich räumte Hagspiel aber mehr Forschungsbedarf ein.

Forschungs- und Entwicklungsansatz Mikroplastik-Prozesskette von Fraunhofer Umsicht

Forschungs- und Entwicklungsansatz Mikroplastik-Prozesskette von Fraunhofer Umsicht

Mikroplastik-Konzentrationen nachgewiesen

Unter den Teilnehmern des Thementischs waren auch Forscher aus Belgien und Frankreich. Kris De Gussem vom belgischen Kläranlagenbetreiber Aquafin informierte zu Mikroplastik-Untersuchungen in einer Kläranlage. Außer am Zulauf und Ablauf wurden auch innerhalb der Kläranlage – hinter Sandfang, Vorklär- und Belebungsbecken – unterschiedliche Mikroplastik-Konzentrationen ermittelt. Hieraus resultierte eine erste Mikroplastik-Bilanz für eine Kläranlage. De Gussem regte ebenfalls eine Vereinheitlichung der Analysemethoden sowie weitere Untersuchungen in Kläranlagen an. Jürgen Bertling, Abteilungsleiter Werkstoffsysteme bei Fraunhofer Umsicht, stellte in seinem Vortrag heraus, dass vor allem die Entstehung von Mikroplastik durch Verwitterung von Kunststoffen bislang noch viel zu wenig untersucht sei. Nichtsdestotrotz sieht er vor allem aufgrund der Langlebigkeit von Polymeren (10.000 Jahre und mehr) eine drastische Reduktion des Mikroplastikeintrags als zwingend erforderlich. Und das nicht zuletzt aus einem ästhetisch verstandenen Umweltschutz. Bertling zeigte darüber hinaus, dass die Bestimmung der Mikroplastikmenge in hohem Maße von einer korrekten Ermittlung der Partikelgrößenverteilung abhängig ist. Andernfalls könne die Gefährdung schnell um zwei bis drei Zehnerpotenzen unter- oder überschätzt werden.

Für eine „Initiative Mikroplastik“

Die Veranstaltung wurde von den Teilnehmern als sehr guter Einstieg in weitere zielgerichtete Aktivitäten bewertet. Als ein wichtiges Ziel wurde die Vereinheitlichung der Untersuchungsmethoden formuliert, außerdem ein Bedarf an weiteren, verlässlichen Daten zu Quantität und Qualität von Mikroplastik in Kläranlagen angemeldet.

Gemeinsames Fazit war, dass diese Ziele nur mit weiteren Untersuchungen von Mikroplastik in Kläranlagen zu erreichen seien. Dabei müssten vor allem auch verfahrens-, polymer- und partikeltechnische Aspekte stärker als bisher einbezogen werden, um ein umfassendes Bild erhalten und Lösungsansätze ableiten zu können. Die Teilnehmer schlugen die Gründung einer „Initiative Mikroplastik“ vor, welche sich der Klärung der Fragestellungen rund um Mikroplastik widmet. Der Vorschlag stieß auf ein positives Echo, sodass weitere Aktivitäten zu erwarten sind.

Die AG Mikroplastik

Die AG Mikroplastik, gegründet im März 2014, ist Teil des Formats „Werkstattgespräch“, das von der Ideenfabrik „Zukünftige Produkte“ bei Fraunhofer Umsicht initiiert wurde. Zehn Teilnehmer aus unterschiedlichen Forschungsbereichen widmen sich unter anderem den thematischen Schwerpunkten Mikroplastik in der Umwelt und in Wasserkreisläufen, Entfernung und Substitution von Mikroplastik, Zersetzungskinetik von Kunststoffen, biotischen Zersetzungsprozessen, Toxizität und Schadstoffanreicherung sowie Mikroplastik und Kläranlagen.

„In der AG können wir viele Kompetenzen zusammenführen – von der Werkstoffentwicklung für biologisch abbaubare Mikropartikel über experimentelle Untersuchungen zu Bewegungsmustern von Partikeln in Gewässern und ihrer Abtrennbarkeit aus Abwasserströmen bis hin zur Frage, wie aus Kunststoffverpackungen oder Plastiktüten kleine Mikropartikel entstehen“, erklärt AG-Initiator Jürgen Bertling.

www.umsicht.fraunhofer.de

Foto/Grafik: Fraunhofer Umsicht –  Verschiedene Sichten auf das Thema Mikroplastik, eine gemeinsame Meinung: Mehr Informationen sind notwendig

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