Am 16. April 2025 haben Wissenschaftler eine innovative Initiative zur Bekämpfung des Mikroplastikproblems vorgestellt. Mikroplastik ist nicht biologisch abbaubar und hat sich als ernstzunehmende Bedrohung für Mensch und Umwelt erwiesen. Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Dr. Bettina Siebers und Dr. Christopher Bräsen von der Universität Duisburg-Essen (UDE) sowie Prof. Dr. Oliver Spadiut von der Technischen Universität Wien erhält Unterstützung von der VolkswagenStiftung. Für das Projekt „HotCircularity“ steht ein Fördervolumen von 1,4 Millionen Euro zur Verfügung, wobei der Anteil der UDE bei rund einer Million Euro liegt.
Das zentrale Ziel des Projekts besteht darin, Mikroplastik durch natürliche Lipide zu ersetzen, die von Mikroorganismen produziert werden. Insbesondere soll die Forschung Lösungen zur Reduzierung der Mikroplastikfreisetzung in der Landwirtschaft entwickeln. Mikroplastik gelangt durch Einwirkungen wie UV-Strahlung und Witterung in die Umwelt und wird dort in Mikro- und Nanoplastik zerlegt. Die Auswirkungen auf das Bodenökosystem sind negativ und die Gesundheit des Menschen könnte ebenfalls gefährdet sein. Eine besondere Herausforderung stellt die gezielte Freisetzung von Mikroplastik in landwirtschaftlichen Anwendungen dar.
Innovative Lösungsansätze
Die Wissenschaftler:innen konzentrieren sich auf die Synthese biologisch abbaubarer Lipide als Ersatz für Beschichtungen in der Landwirtschaft. Hierbei werden Archaeen eingesetzt, die Tetraetherlipide für ihre Zellmembranen synthetisieren. Diese Lipide sind stabil gegenüber physikalischen und chemischen Einwirkungen und darüber hinaus biologisch abbaubar. Die Mikroorganismen können auf Abfallprodukten wie Rohglycerin wachsen, das als Nebenprodukt der Biodiesel-Produktion anfällt. Ziel ist es, die Organismen und deren Wachstumsbedingungen zu optimieren, um eine wirtschaftliche „Biofabrik“ zu schaffen, die für die Umwelt nützlich ist.
Die erste Ergebnispräsentation des Projekts wird in etwa 18 Monaten erwartet. „HotCircularity“ wird im Rahmen der Förderinitiative „Zirkularität mit recycelten und biogenen Rohstoffen“ über einen Zeitraum von vier Jahren unterstützt, um so einen Teil zur Lösung der wachsenden Mikroplastikproblematik beizutragen.
Forschungsmaßnahmen und Herausforderungen
Die Problematik des Mikroplastiks hat in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen, wie die Forschung am Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) zeigt. Die ersten Forschungsprojekte zu Mikroplastik wurden dort bereits 2013 initiiert. Ein zentrales Ziel war die Entwicklung eines Standardprotokolls zur Kontamination von Muscheln mit Mikroplastikpartikeln. Laboruntersuchungen haben gezeigt, dass Ostsee-Miesmuscheln und Austern erfolgreich mit Plastikpartikeln kontaminiert werden können. In einer Tierstudie, in der Mäuse 28 Tage lang mit verschiedenen Mikroplastikpartikeln gefüttert wurden, konnten keine schädlichen Effekte auf Darmgewebe oder Organe festgestellt werden.
Weiterführende in-vitro-Studien untersuchen die mögliche Aufnahme von Mikro- und Nanoplastikpartikeln in menschliche Zellen, darunter Zellen des Darms, der Leber und der Lunge. Die Ergebnisse dieser Studien werden regelmäßig in wissenschaftlichen Fachzeitschriften veröffentlicht. Aktuell läuft das EU-geförderte Projekt POLYRISK, das seit 2021 die Gefährdungspotentiale von Mikro- und Nanoplastikpartikeln untersucht und wertvolle Erkenntnisse zur Exposition und Risikobewertung liefert.
Diese Forschungsanstrengungen sind notwendig, um die wachsenden Kunststoffemissionen zu verstehen und geeignete Maßnahmen zur Reduzierung zu entwickeln. Jährlich werden weltweit rund 400 Millionen Tonnen Kunststoffe produziert, die nicht nur wichtige Funktionen im Alltag übernehmen, sondern auch eine signifikante Umweltproblematik darstellen. Die Ursachen für Mikroplastikemissionen sind vielfältig: Produktionsverluste, Verschleiß, Wetterereignisse und Littering zählen zu den Hauptfaktoren.
Die Fraunhofer UMSICHT beschäftigt sich bereits seit 2014 intensiv mit den Auswirkungen von Mikroplastik und Kunststoffen auf die Umwelt. Der Fokus liegt dabei auf einer interdisziplinären Zusammenarbeit, um technische Lösungen und Strategien zur Reduzierung von Kunststoffemissionen zu entwickeln. Die Organisation bietet umfangreiche Dienstleistungen wie Auftragsforschung, geförderte Projekte und strategische Beratung an, um nachhaltig zur Kreislaufwirtschaft und dem Umweltschutz beizutragen.
