Umweltverschmutzung

Die Menge an Plastikmüll, die in der Umwelt landet, nimmt jährlich zu und schadet Ökosystemen weltweit, unter anderem über die schädliche Wirkung von chemischen Zusatzstoffen oder indem Tiere Plastik verschlucken oder sich darin verfangen.

Weltweit unsachgemäß entsorgter Plastikmüll, anteilig nach Ländern. Daten basierend auf [0].

Stand des Wissens

• unsachgemäß entsorgter Plastikmüll ist in vielen Ländern ohne gut funktionierende Abfallentsorgung ein Problem (siehe Grafik); dieser Müll wird unreguliert deponiert/verbrannt oder landet in Ökosystemen an Land oder im Wasser
• Modellierungen aus 2020: weltweit gelangen 19 bis 23 Millionen Tonnen Plastikmüll pro Jahr in Flüsse, Seen und Meere – etwa 40 Tonnen beziehungsweise vier LKW-Ladungen pro Minute [0]; 30 Millionen Tonnen Plastik gelangen pro Jahr in die Umwelt (an Land und im Wasser) [0]
• Modellierung aus 2021: weltweit gelangen 0,8 bis 2,7 Millionen Tonnen Plastik pro Jahr über Flüsse ins Meer, besonders in den Philippinen, Indien, Malaysia, China, Indonesien und Myanmar [0]; dabei handelt es sich unter anderem um importierte Kunststoffabfälle aus westlichen Staaten
• Modellierung aus 2023: weltweit gelangen 0,5 Millionen Tonnen Plastik pro Jahr ins Meer; 3,2 Millionen Tonnen Plastik befinden sich im Meer (ausgenommen Meeresboden), 60 Prozent davon an der Meeresoberfläche [0]; weitere Modellierung schätzt Plastikmenge an der Meeresoberfläche auf 1 bis 5 Millionen Tonnen [0]
• Modellierung aus 2025: bis 2045 könnten weltweit 23 Millionen Tonnen Kunststoff pro Jahr von den Kontinenten in die Ozeane gelangen; die Menge an Mikroplastik mit einem Durchmesser von unter 0,3 Millimeter könnte im Jahr 2060 dreimal so hoch sein wie im Jahr 2019 [0]
• Tiefenprofil-Messungen aus den Jahren 2014 bis 2024 zeigen, dass die Konzentration von Mikroplastik in allen Weltmeeren zunimmt. Gröbere Partikel (100 bis 5.000 Mikrometer) neigen zur Schichtung in der Wassersäule, während feinere Partikel unter 100 Mikrometer gleichmäßiger verteilt sind und länger in der Wassersäule verweilen [0]
• es dauert Jahrzehnte bis Jahrhunderte, bis Plastikmüll in der Umwelt sich zu Mikroplastik (mit Durchmesser bis zu fünf Millimeter) zersetzt hat
• im Ozean treibender Plastikmüll wird zu neuartigem Lebensraum („Plastisphäre“) für Mikroorganismen und Tierarten, die eigentlich nur an Küsten vorkommen [0]
• „biologisch abbaubare“ Kunststoffe zersetzen sich oft nur in Kompostieranlagen; in einer Studie zeigten solche Kunststoffe im Meer nach über einem Jahr keine Zeichen von Zersetzung [0]
• Mikroplastik wurde selbst in den entlegensten Ökosystemen gefunden; zum Beispiel dem arktischen Schnee und Meereis [0], den tiefsten Tiefseegräben [0], abgelegenen Korallenriffen [0] und im Wolkenwasser auf japanischen Berggipfeln [0]
• Metaanalyse findet für 88 Prozent der untersuchten marinen Arten negative Auswirkungen durch Plastikverschmutzung [0]; Seevögel, Schildkröten, Meeressäuger und Weichtiere sind besonders betroffen
• laut einer Metaanalyse verringert Mikroplastik den Gehalt des Pigments Chlorophyll-a in Pflanzen und Algen und senkt dadurch die globale Photosyntheseleistung um sieben bis zwölf Prozent [0]

Fallstricke für die Berichterstattung

In der Berichterstattung steht oft das Entfernen von Müll aus dem Meer im Vordergrund. Ein großer Teil des Plastiks in den Meeren befindet sich aber nicht an der Wasseroberfläche, sondern in der Wassersäule, an Küsten und am Meeresboden. Es gibt bislang keine effektiven Methoden, dieses zu entfernen. Wichtiger erscheint darum, den Eintrag in die Umwelt verhindern.

Für die Plastikmengen in den Ozeanen sind sehr unterschiedliche Zahlen im Umlauf. Wissenschaftliche Studien kommen auf Größenordnungen von weniger als fünf Millionen Tonnen [0][0]. Nicht-wissenschaftliche Quellen wie dieser UN-Bericht schätzten die Mengen auf bis zu 200 Millionen Tonnen. Solche Zahlen sind schwer zu vergleichen, da sich die Methodik, die betrachteten Kunststofftypen und Meerestiefen unterscheiden. Die Modellierung von Plastikströmen in die Umwelt ist komplex, die Datenlage ist teils dünn und es verbleiben große Unsicherheiten, die mitkommuniziert werden sollten.

Offene Forschungsfragen

• Gibt es Möglichkeiten, Plastikmüll und Mikroplastik wieder aus Ökosystemen zu entfernen ohne große Schäden darin anzurichten – beispielsweise, weil Meerestiere dabei mitgefangen werden?
• Baut sich Mikroplastik in der Umwelt vollständig ab und wenn ja, wie lange dauert dieser Prozess? Diese Frage ist schwer zu erforschen, da es sich um extrem lange Zeiträume handelt, da Nanoplastik (je nach Definition kleiner als 1 oder 0,1 Mikrometer) schwierig nachzuweisen ist sowie wegen der Vielzahl an Kunststoffsorten, Additiven und Umwelteinflüssen.
• Können Kunststoffe, die unter tatsächlichen Umweltbedingungen biologisch abbaubar sind, das Problem der Plastikverschmutzung verringern?
• Wie groß sind die Plastikmengen in der Umwelt sowie die jährlichen Einträge in die Umwelt?

Gesundheitsrisiken

Über Haut, Nahrung und Atmung gelangen Mikro- und Nanoplastik sowie chemische Zusatzstoffe von Plastikprodukten in den menschlichen Körper. Welche gesundheitlichen Auswirkungen das haben kann, wird noch erforscht.

Stand des Wissens

• Mikroplastik (mit Durchmesser bis zu fünf Millimeter) im menschlichen Blut [0], Stuhl [0], Venen [0], Lungen- [0] und Lebergewebe [0][0], Brustmilch [0] Plazenta [0], Ovarialfollikel [0] Hoden [0] und Gehirn [0]nachgewiesen; jeweils anhand kleiner Stichproben
• Mikroplastikpartikel in Plaques in der Halsschlagader nachgewiesen und mit höherem Risiko für Herzinfarkte und Schlaganfälle assoziiert [0]
• wichtigste Aufnahmewege sind die Atmung in Innenräumen sowie Nahrungsaufnahme; Menge stark von Ess- und Trinkgewohnheiten abhängig [0], NEU: Partikel können über Plastikverpackungen oder Küchenutensilien in die Nahrung gelangen [0]
• Hinweise auf Gesundheitsfolgen von Mikroplastik aus Tierversuchen, Wildtieren oder Zellkulturen; potenzielle Folgen sind Störungen des Immunsystems, Stoffwechsels und der Fortpflanzung, erhöhtes Krebsrisiko, Neurotoxizität oder die Veränderung des Darmmikrobioms, im Mäusegehirn könnten mikroplastik-aufnehmende Fresszellen vorübergehend Gefäßen verlegen[0]; Effekte sind bislang nicht im menschlichen Körper nachgewiesen [0]; Review aus dem Jahr 2024 erwartet Erkenntnisse zu Folgen für menschliche Gesundheit in den kommenden fünf bis zehn Jahren [0]
• Gesundheitsrisiken durch Nanoplastik (je nach Definition kleiner als 1 oder 0,1 Mikrometer) noch weniger verstanden; geringe Größe der Partikel erleichtert Aufnahme in Zellen und Durchdringen biologischer Barrieren; Nanoplastik kann laut Experimenten in Zellkulturen zu Zelltod und Entzündung führen [0]
• laut Studie sind von 10.000 chemischen Bestandteilen von Kunststoffprodukten rund 2.400 bedenklich, da sie sich in natürlicher Umgebung nicht abbauen, sich in Organismen ansammeln und/oder giftig sind; viele davon wenig erforscht und wenig reguliert [0]; UN-Bericht geht von 13.000 chemischen Bestandteilen aus, von denen 3.200 bedenklich sind
• Beispiele sind die Zusatzstoffe Bisphenol A oder einige Phthalate (Weichmacher), die hormon- und fortpflanzungsschädigend wirken können; Einsatz in der EU eingeschränkt

Fallstricke für die Berichterstattung

Einerseits sind die Gesundheitsrisiken durch Mikro- und Nanoplastik für den Menschen nicht gut verstanden. Das liegt unter anderem daran, dass kontrollierte Studien mit Menschen dazu schwierig sind, dass einheitliche Methoden fehlen und an der großen Zahl an Grund- und Zusatzstoffen. Andererseits bedeutet diese Unsicherheit keine Entwarnung und erfordert eine nuancierte Berichterstattung.

Offene Forschungsfragen

• Sammelt sich Mikroplastik, das über die Nahrung oder die Atmung aufgenommen wird, in Organen an oder wird es ausgeschieden?
• Welche Gesundheitsrisiken entstehen durch Mikro- und Nanoplastik im menschlichen Körper? Welche Kunststoffsorten und Additive sind ab welcher Konzentration potenziell gesundheitsschädlich?
• Wie kann der Mikro- / Nanoplastikgehalt in biologischem Material besser und standardisiert gemessen werden?

Treibhausgasemissionen

Kunststoffe führen in ihrem gesamten Lebenszyklus – in der Rohstoffgewinnung, Herstellung und dem Transport sowie beim Verbrennen, Deponieren oder Recycling – zu Treibhausgasemissionen und tragen so zum Klimawandel und dessen Folgen bei.

Globale Plastiknutzung: historische Daten bis 2019, Prognose mit dem OECD ENV-Linkages Model bis 2060.  Quelle: OECD (2022): Global Plastics Outlook: Policy Scenarios to 2060.

Stand des Wissens

• 2019 wurden 460 Millionen Tonnen Kunststoff weltweit produziert; rasanter Anstieg: Menge hat sich von 2000 bis 2019 verdoppelt und wird sich Prognosen der OECD zufolge von 2019 bis 2050 wieder verdoppeln (siehe Grafik); Wachstum vor allem in afrikanischen und asiatischen Ländern
• Anstieg der damit verbundenen Treibhausgasemissionen zu erwarten; dieser ließe sich durch eine Kombination aus erneuerbarer Energie in der Produktion, effektiverem Recycling und dem Einsatz von biobasiertem Kunststoff verringern [0]
• 2015 verursachte die Kunststoff-Industrie etwa 4,5 Prozent der globalen Treibhausgasemissionen; 96 Prozent davon entfielen auf Kunststoffproduktion [0]
• 41 Prozent dieser Emissionen stammten aus China, 11 Prozent aus dem Nahen Osten, 6 Prozent aus Indonesien, 14 Prozent aus dem Rest Asiens ; diese Regionen stellen – oft mit CO₂-intensiver Kohleenergie – einen großen Teil der Kunststoffe her, die in westlichen Staaten konsumiert werden [0]

Fallstricke für die Berichterstattung

Die Nachfrage nach fossilen Rohstoffen durch Kunststoffproduktion sowie deren Beitrag zum Klimawandel finden in der Berichterstattung wenig Beachtung, obwohl sie mit 4,5 Prozent mehr Treibhausgasemissionen verursacht als der weltweite Schiffs- oder Flugverkehr.

Recycling

Ein effektives Recycling von Kunststoffabfällen könnte die Treibhausgasemissionen verringern, die bei der Produktion von Kunststoffen aus Erdöl oder Erdgas entstehen und die Umweltverschmutzung begrenzen. Bislang wird jedoch nur ein geringer Anteil des weltweit anfallenden Plastikmülls recycelt. Noch umweltfreundlicher ist es, Kunststoffprodukte zu vermeiden oder wiederzuverwenden – laut EU-Abfallhierarchie ist das dem Recycling vorzuziehen.

Globaler Plastikmüll in Millionen Tonnen, Projektionen bis 2060 basierend auf Daten des OECD ENV-Linkages Modell. Quelle: OECD (2022): Global Plastics Outlook: Policy Scenarios to 2060.

Stand des Wissens

• nur etwa neun Prozent des insgesamt weltweit bis 2015 angefallenen Plastikmülls wurde recycelt; 79 Prozent landeten auf Deponien oder in der Umwelt [0]
• 2022 wurden weltweit 436 Millionen Tonnen Kunststoffe produziert und gehandelt. Neben der Deponierung (40 Prozent) war die Verbrennung die häufigste Entsorgungsmethode; die globale Recyclingquote stagniert bei lediglich 9,5 Prozent [0]
• Prognosen der OECD zufolge wird sich das Plastikmüllaufkommen von 2019 bis 2060 fast verdreifachen; Recyclinganteil verdoppelt sich in dieser Zeit etwa von 9 auf 17 Prozent; Anteil des unsachgemäß entsorgten Mülls nimmt ab – in absoluten Zahlen nimmt die Menge allerdings weiter zu (siehe Grafik)
• Zahlen für Deutschland: 2023 wurden in Deutschland 61,1 Prozent der Kunststoffabfälle verbrannt/thermisch verwertet; 38,4 Prozent wurden dem Recycling zugeführt (unabhängig davon, ob diese in Deutschland oder im Ausland recycelt wurden), jeweils unter einem Prozent wurden entweder deponiert oder rohstofflich verwertet [0]
• der Anteil an verarbeiteten Kunststoffen basierend auf fossilen Rohstoffen verringerte sich zwischen den Jahren 2021 und 2023 um 11,4 Prozent (1,3 Millionen Tonnen) und machte 2023 81,1 Prozent der Gesamtverarbeitungsmenge aus [0]
• 2023 exportierte Deutschland 11,8 Prozent des angefallenen Plastikmülls: 694 000 von insgesamt 5,9 Millionen Tonnen – mehr als jedes andere EU-Land; damit nimmt die Exportmenge weiter ab; 2021 waren es 766.000 und 2013 noch gut 1,3 Millionen Tonnen (laut Daten des Statistischen Bundesamts)
• beim (werkstofflichen) Recycling bleibt die chemische Polymerstruktur der Kunststoffe bestehen; es entsteht ein Rezyklat in gemahlener Form oder als Granulat, aus dem neue Produkte herstellt werden können; es kommt zu Mengen- und Qualitätsverlusten
• viele Kunststoffprodukte sind nicht oder nur sehr aufwendig recycelbar; etwa, wenn sie aus Verbundstoffen aus verschiedenen Materialien bestehen; dieses Fact Sheet des SMC erläutert die Schwierigkeiten und Lösungsansätze beim Kunststoffrecycling

Offene Forschungsfragen

• An rohstofflicher Verwertung („chemischem Recycling“) von Kunststoffabfällen wird geforscht. Dabei werden Polymerketten durch energieintensive chemische Prozesse aufgebrochen, die Endprodukte sind synthetisches Öl oder Gas. Ob es sich um „echtes“ Recycling handelt, ist umstritten. Lässt sich dieser Ansatz zu einer praxistauglichen Alternative zum werkstofflichen Recycling weiterentwickeln?
• Der Marktanteil von biobasierten Kunststoffen aus nachwachsenden Rohstoffen ist gering, aber steigend (laut Daten von Bioplastics Market Data). Unter welchen Bedingungen sind diese ökologisch sinnvoll und welche Biomasse sollte dafür verwendet werden? Unter welchen Bedingungen sind sie abbaubar und braucht es dafür einen eigenen Entsorgungsweg?
• An Recyclingmethoden mit Mikroben und Enzymen wird geforscht. Inwiefern sind diese skalierbar und könnten in geschlossenen Systemen in der Praxis angewandt werden?
• Unter welchen Bedingungen kommt CO₂ aus der Luft als Kohlenstoffquelle statt Erdöl für die künftige Kunststoffproduktion in Frage?