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23.07.2020

Plastikmüll in der Umwelt ließe sich um 80 Prozent reduzieren

Anlass

Die Verschmutzung mit Plastik könnte bis ins Jahr 2040 um fast 80 Prozent gesenkt werden. Dies ist aber nur dann möglich, wenn global größtmögliche Anstrengungen unternommen würden, die sowohl bei der Nutzung von Plastik als auch bei der Verarbeitung und dem Recycling von Plastikmüll ansetzen. Zu diesem Ergebnis kommt ein internationales Team um Winnie Lau vom Pew Charitbale Trust, einer NGO, die sich dem Umwelt- und Naturschutz verschrieben hat, in Zusammenarbeit mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern mehrerer Forschungseinrichtungen.
Die zunehmende Produktion und Nutzung von Plastik, häufig als Einwegprodukte, sowie die Verschmutzung der Umwelt mit Plastikmüll – egal ob als Mikro- oder Makroplastik – ist ein Problem, dessen Ausmaß und Auswirkungen immer deutlicher werden und dem sich die Wissenschaft in den vergangenen Jahren zunehmend widmet. Allein in die Meere werden etwa acht Millionen Tonnen Makroplastik [a] und zusätzlich 1,5 Millionen Tonnen primäres Mikroplastik [b] eingetragen. Die Kunststoffe finden sich inzwischen in den entlegensten Polarregionen und Hochgebirgen, in allen Regionen und Tiefen der Meere, in Mägen und Muskelgeweben von Tieren. Auch die Auswirkungen auf den Menschen rücken zunehmend ins Bewusstsein.
Für ihre Studie entwickelten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fünf Szenarien: Business-as-usual, ‚Einsammeln und Entsorgen‘, Recycling, Verringerung der Plastikmenge und die gleichzeitige Anwendung all dieser Interventionen. Sie untersuchten diese Szenarien und ermittelten, welche Eingriffe in den Plastik-Kreislauf am effektivsten für darin sind, Einträge von Plastik in die Umwelt zu verhindern. Das Ergebnis: Es gibt keine Patentlösung, mit der allein das Problem behoben werden kann. Vielmehr sei ein kompletter Systemwechsel notwendig. Würden alle denkbaren Eingriffe gemeinsam umgesetzt, ließe sich so die Menge des Plastikmülls, der in die Umwelt gelangt, um 78 Prozent im Vergleich zum Business-as-usual-Szenario verringern. Dies würde bedeuten, dass bis ins Jahr 2040 immer noch insgesamt 710 Millionen Tonnen Plastik in die Umwelt eingetragen werden. Zum Vergleich: Im Jahr 2015 wurden weltweit insgesamt 380 Millionen Tonnen Plastik hergestellt [c]. Die Studie wurde im Fachjournal „Science" veröffentlicht (siehe Primärquelle).
Dsa SMC hat bewusst Expertinnen und Experten in unsere Anfrage eingebunden, die sich mit den Auswirkungen von Plastik in terrestrischen und marinen Ökosystemen beschäftigen, ohne konkret mit Modellen zu arbeiten, wie sie in der Studie genutzt wurden.

Übersicht

     

  • Prof. Dr. Stefan Krause, Professor für Ökohydrologie und Biogeochemie, School of Geography, Earth and Environmental Sciences, University of Birmingham, Vereinigtes Königreich
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  • Prof. Dr. Rita Triebskorn, Leiterin der Arbeitsgruppe Physiologische Ökologie der Tiere, Institut für Evolution und Ökologie, Eberhard Karls Universität Tübingen
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  • Prof. Dr. Christian Laforsch, Leiter der Arbeitsgruppe Tierökologie I, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften, Universität Bayreuth
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  • Dr. Melanie Bergmann, Meeresökologin, Wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Sektion Tiefsee-Ökiologie und -Technologie, Fachbereich Biowissenschaften, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI), Bremerhaven
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  • Prof. Dr. Sina Leipold, Juniorprofessorin für Gesellschaftliche Transformation und Kreislaufwirtschaft, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
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Statements

Prof. Dr. Stefan Krause

Professor für Ökohydrologie und Biogeochemie, School of Geography, Earth and Environmental Sciences, University of Birmingham, Vereinigtes Königreich

„Die aktuelle Studie von Lau et al. belegt eindrücklich, dass es für eine spürbare Eindämmung zukünftiger Plastikverschmutzung drastischer Maßnahmen bedarf, welche eine Verringerung des globalen Plastikgebrauchs mit Erhöhungen von Müllerfassung, Recycling und Materialverwertung kombinieren.“

„Die methodisch umfangreichen Untersuchungen der Autoren basieren auf einer detaillierten Auswertung von Expertenwissen und beinhalten eine differenzierte Analyse möglicher Unsicherheiten in den berücksichtigten Daten und Modellannahmen. Die Ergebnisse der Analysen sind grundsätzlich plausibel und alarmierend zugleich, da sie die unmittelbare Notwendigkeit zeitnaher Veränderungen in unserem Umgang mit Plastik eindrücklich aufzeigen. Darüber hinaus belegt die aktuelle Studie, welche speziellen Maßnahmen und Maßnahmenkombinationen in der Lage sind, die globalen Plastikeinträge in die Umwelt in unterschiedlichem Maße zu reduzieren, woraus sich wertvolle Handlungsempfehlungen ableiten lassen.“

„Es verwundert allerdings, dass die Autoren sich dazu entschieden haben, technologische Innovationen in der Produktion von abbaubarem Bioplastik nur begrenzt in ihren Szenarien zu berücksichtigen. Wie von den Autoren erwähnt, ist der Marktanteil von abbaubarem Bioplastik momentan gering und mit Sicherheit ist die Entwicklung von kompostierbarem oder in der Umwelt schneller abbaubarem Bioplastik nicht unkontrovers und zudem die Sorge vor ungewollten Konsequenzen aufgrund des bisher begrenzten Erkenntnisstands möglicher Umwelteinflüsse gerechtfertigt. Nichtsdestotrotz, erscheint es im Zuge von sich ändernden europäischen und nationalen Gesetzgebungen und technologischen Entwicklungen sinnvoll, die Größenordnung einer potenziellen Verringerung der globalen Plastikverschmutzung durch den vermehrten Einsatz von abbaubarem Bioplastik abzuschätzen.“

„Eine weitere Frage, die sich in diesem Zusammenhang aufwirft, ist, zu welchem Anteil die momentane COVID-19-Pandemie und der damit verbundene rasante Anstieg im Gebrauch von Einwegplastik für persönlichen Infektionsschutz in professionellem wie auch privatem Bereich und auch bei Verpackungen und in der Lebensmitteltechnologie zu einer Umkehr in unserem Umgang mit Plastik führt, und ob die sich daraus ergebenden Tendenzen noch drastischere Szenarien als die in der Studie betrachteten Projektionen darstellen.“

Prof. Dr. Rita Triebskorn

Leiterin der Arbeitsgruppe Physiologische Ökologie der Tiere, Institut für Evolution und Ökologie, Eberhard Karls Universität Tübingen

„Die aktuelle Publikation von Lau et al. betrachtet das Thema ‚Plastik in der Umwelt‘ sehr umfassend und differenziert. Möglichkeiten und Grenzen der Reduktion der Plastikeinträge in die Umwelt auf der Basis des Status quo werden über verschiedene Modellierungsansätze erarbeitet. Es wird klar darauf verwiesen, dass neben Maßnahmen in den adressierten Bereichen vor und nach Gebrauch durch den Menschen umfassende Innovationsmaßnahmen notwendig sind, um das Problem langfristig und nachhaltig zu mindern. Da es sich bei der Plastikproblematik um ein sehr komplexes Thema handelt, das von der Herstellung bis hin zum Verbleib in der Umwelt multifaktoriell beeinflusst wird, ist es nicht erstaunlich, dass als Schluss aus den durchgeführten Modellierungen eine Empfehlung für eine konzertierte Aktion auf allen Ebenen hin zu einem verbesserten Plastikmanagement steht. Die zahlreichen Facetten der Thematik werden von den Autoren in vorbildlicher Weise adressiert und in die Modelle eingespeist, gleichzeitig werden aber auch die Grenzen derselben beziehungsweise die Unsicherheitsfaktoren offen benannt. Diese umfassende und selbstkritische Herangehensweise führt insgesamt dazu, dass die Publikation einen sehr vertrauenswürdigen Eindruck hinterlässt.“

„In der Publikation kommen die Autoren zum Schluss, dass durch eine konzertierte Aktion auf allen Ebenen und unter Einsatz neuester Technologien der Eintrag von Plastik in die Umwelt bis 2040 um 78 Prozent reduziert werden könnte. Hierdurch wäre meines Erachtens für die Umwelt schon ein sehr großer Erfolg erzielt, wenngleich – was die Autoren auch am Ende betonen – das Problem damit noch nicht komplett gelöst wäre. In diesem Zusammenhang kommt der langfristigen Entstehung von sekundärem Mikroplastik aus Makroplastik eine besondere Bedeutung zu. Da mögliche, vor allem langfristige Effekte von Mikroplastik auf die Gesundheit von Mensch und Umwelt noch nicht zur Genüge geklärt sind, und deshalb der Eintrag von Plastik in die Umwelt so stark wie möglich reduziert werden sollte, ist die Forderung der Autoren nach Investition in Innovation nur zu unterstreichen.“

Auf die Frage, inwiefern eine zufriedenstellende Lösung des ‚Plastikproblems‘ überhaupt erreichbar ist, wie es etwa durch das Montreal Protokoll bei den FCKW gelungen ist:
„Die Plastikproblematik ist sehr viel komplexer als das Thema FCKW und vor diesem Hintergrund sind Interventionen und Maßnahmen auch sehr viel multidimensionaler und schwieriger. Plastik hat unendlich viele Facetten – zum Beispiel unterschiedliche Qualität, Stabilität, Komplexität – und ist aus diesem Grunde auch sehr viel schwieriger zu managen als eine eng definierte Stoffgruppe. In vielen Bereichen unseres Lebens ist Plastik zudem nicht oder kaum wegzudenken – zum Beispiel im Zusammenhang mit Hygiene – beziehungsweise es gibt noch keine Alternativen. Die Forderung am Ende der Studie nach Innovation ist meines Erachtens vor diesem Hintergrund besonders wichtig. Wie die Autoren bin auch ich der Meinung, dass an möglichst vielen ‚Stellschrauben‘ gleichzeitig gedreht werden muss, um das Problem in den Griff zu bekommen. Hierbei müssten meines Erachtens politische Schritte intensiviert und verschärft werden, um auch das gesellschaftliche Bewusstsein für die Dringlichkeit der Problematik noch weitreichender zu stärken.“

Prof. Dr. Christian Laforsch

Leiter der Arbeitsgruppe Tierökologie I, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften, Universität Bayreuth

„In der Kürze der Zeit lässt sich leider keine fundierte Aussage zur Validität der für das Modell gewählten Daten treffen. Meine Expertise liegt auch nicht im Bereich der Modellierung. Jedoch ist der Name des Modells unglücklich gewählt, da ‚P2O – Plastics-to-Ocean‘ die immer noch vorherrschende Meinung unterstützt, jeglicher Kunststoffmüll würde irgendwann einmal in die Ozeane transportiert. Dies ist aber so nicht ganz richtig, denn Kunststoffmüll ist nicht nur ein Problem, das die Ozeane betrifft, sondern die gesamte Umwelt. Schätzungen von Schweizer Kollegen gehen dabei davon aus, dass sich an Land bis zu 40 mal mehr Kunststoffmüll befindet als in den Ozeanen.“

„Die Autoren gehen selbst davon aus, dass die in das Model einfließenden Daten ‚ein hohes Maß an Unsicherheit‘ besitzen. Dies ist nicht verwunderlich, da der Eintrag und der Transport von Kunststoff und im speziellen von Mikroplastik gerade erst untersucht wird und die analytischen Methoden immer noch weiterentwickelt werden, sodass die bis dato von unterschiedlichen Arbeitsgruppen erhobenen Daten nur schwer miteinander vergleichbar sind.“

„Generell ist es aufgrund immer weiter steigender Mengen in der Kunststoffproduktion nicht verwunderlich, dass daraus eine immer stärkere Kontamination der Umwelt resultiert. Die aus dem Modell gestützte Annahme, dass selbst Maßnahmen im Bereich ‚pre- and post-consumption‘ die Kontamination der Umwelt nur unzureichend reduzieren können, sondern dass es einem, wie es die Autoren nennen, globalen Systemwechsel zur Eindämmung der Kontamination bedarf, ist ein wohl seit langem bekannter Umstand, der nun mit Daten, auch wenn diese einer gewissen Unsicherheit unterliegen, verdeutlicht wurde.“

„Generell ist der Artikel sehr plakativ. Obgleich die Daten wohl mit einigen Unsicherheiten behaftet sind, zeigt er jedoch deutlich, dass ‚wenn wir so weitermachen wie bisher‘ unsere Umwelt immer stärker mit Kunststoffmüll – von Makro- bis Nanoplastik – belastet sein wird und dass wir jetzt umdenken und reagieren müssen, um dem Einhalt zu gebieten. Denn obgleich die Wissenschaft zum momentanen Zeitpunkt noch nicht genau sagen kann, welcher Kunststoff, in welcher Form oder Größe Auswirkungen auf die Umwelt oder die menschliche Gesundheit haben könnte, gilt hier das Vorsorgeprinzip. Kein Müll gehört in die Umwelt und daher sollte alles daran gesetzt werden, den Eintrag von Müll in die Umwelt zu unterbinden.“

„Die Thematik Mikroplastik/Nanoplastik ist sehr komplex, da Mikroplastik ein Sammelbegriff für kleine Partikel diverser Kunststoffsorten ist, die in unterschiedlichen Abbaustufen in der Natur vorkommen und mannigfaltige chemische und physikalische Eigenschaften aufweisen. Alle diese – in der Natur auch noch veränderlichen Eigenschaften – (oder auch nur eine) könnten verantwortlich für einen möglichen negativen Effekt sein. Daher bestehen in dieser Thematik, trotz der enormen ökonomischen und ökologischen Relevanz, noch erhebliche Wissenslücken, die wir in unserem Sonderforschungsbereich zu Mikroplastik adressieren [1].“

Dr. Melanie Bergmann

Meeresökologin, Wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Sektion Tiefsee-Ökiologie und -Technologie, Fachbereich Biowissenschaften, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI), Bremerhaven

„Diese Studie stellt einen wichtigen Meilenstein dar auf unserem Weg, unsere Plastik-Emissionen zu reduzieren. Zum ersten Mal werden die Auswirkungen verschiedener Instrumente zur Reduzierung von Plastik-Emissionen beziehungsweise ihre Gesamtwirkung berechnet, und es zeigt sich, dass selbst beim gebotenen sehr ehrgeizigen Ziel ‚System Change' immer noch 22 Prozent in unsere Umwelt gelangen, was nicht wenig ist. Die Arbeit zeigt auch, dass Eile geboten ist, denn wenn die tiefgreifenden Veränderungen des ‚System Change'-Szenarios um nur fünf Jahre verschoben werden, sammeln sich in der Umwelt 300 Millionen Tonnen mehr Plastik an. Genau derartige Zeitskalen brauchen wir, um den Ernst der Lage zu begreifen und beherzt umzusteuern.“

Auf die Frage, inwiefern bei der Studie ein gewisser Bias zu erwarten sein könnte, da sie vom Pew Charitable Trust finanziert wurde, einer NGO, die sich dem Umwelt- und Naturschutz verschrieben hat:
„Viel zu lange haben sich viel zu viele von uns nicht dem Ernst der Lage gestellt und positioniert, und es hat sich fast nichts, oder zumindest nichts Signifikantes geändert. Obwohl es in den vergangenen Jahren unglaublich viele Studien zum Thema Plastik/Mikroplastik gegeben hat. Auch weil solche Zahlen fehlten, und viele glaubten, mit ein bisschen Recycling sei es schon getan. Diese Zahlen belegen, das dies nicht der Fall ist, deswegen ist diese Studie so wichtig. Denn worauf sie hindeutet: Mit dem Verbieten von Wattestäbchen und Einweggeschirr haben wir das Problem noch lange nicht im Griff. Mit den Worten meiner Direktorin und Umweltpreis-Gewinnerin Antje Boetius: ‚Wissenschaft heißt auch, die gewonnenen Fakten einzuordnen, nicht nur sie zu nennen.' Und das genau tut diese Studie auch. Forschende sind nicht nur Informationsbroker, sondern haben die Pflicht, gesellschaftlichen Problemen Gehör zu verschaffen. Darüber hinaus vertraue ich den renommierten Ko-AutorInnen und dem Fachjournal Science, die diesen Artikel einem rigorosen Peer-Review-Prozess unterzogen haben werden.“

„Wenn keine signifikante Minderung erreicht wird, weil wir nicht schnell genug umsteuern, wird sich immer mehr Plastik in unserer Welt ansammeln. Es wird weiter in immer stärker werdendem Maße in alle Lebensbereiche eindringen. Schon jetzt sind selbst entlegene Gebiete – wie die Arktis oder die Tiefsee – stark betroffen. Mit dem Plastik werden sich auch die anhaftenden Schadstoffe in der Umwelt ausbreiten und damit auch in unsere Nahrungskette. Die Folgen können wir noch gar nicht abschätzen. Sie könnten von einer weiteren Verweiblichung, erhöhten Entzündungsreaktionen und vielleicht sogar bis hin zu einem erhöhten Krebsrisiko reichen, besonders in den Regionen, in denen Plastikmüll unzureichend gemanagt und offen verbrannt wird.“

„Meines Erachtens muss die Politik mit dem Bewusstsein der Verbraucherinnen und Verbraucher mitziehen und strenge Vorgaben machen – zum Beispiel mehrlagige Plastikverpackungen verbieten oder signifikant verteuern, da diese sich kaum noch verwerten lassen und die Steuerzahlenden letztlich viel Geld kosten. Auch das momentan zurecht viel diskutierte Verbot von Müllexporten könnte ein wichtiger Baustein zu einer Lösung sein, denn es erhöht den Druck, von vorne herein weniger Plastikmüll zu produzieren, besonders wenn wir unser verbleibendes CO2-Budget nicht mit Müllverbrennung aufbrauchen wollen. Aber wie die aktuelle Studie richtig zeigt: Es gibt nicht die eine Patentlösung, um das Problem in den Griff zu bekommen. Man muss an vielen Stellschrauben drehen und auch den CO2-Fußabdruck der Alternativen mitdenken. Über internationale Abkommen ließen sich Gegenargumente aus der Industrie zu sogenannten Wettbewerbsnachteilen entkräften und der notwendige Systemwandel schneller global erreichen.“

Prof. Dr. Sina Leipold

Juniorprofessorin für Gesellschaftliche Transformation und Kreislaufwirtschaft, Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

„Die aktuelle Arbeit ist eine wichtige Studie, da sie das Ausmaß des Plastikaufkommens über die kommenden Dekaden aufzeigt und deutlich macht, dass die massenhafte Plastikproduktion selbst mit Reduktions- und Recyclingstrategien eine enorme Umweltbelastung darstellt. Obwohl Modelle, die sich auf zukünftige Entwicklungen beziehen, mit hohen Unsicherheiten und vielen Annahmen verbunden sind, scheint die Studie eine realistische Einschätzung anzubieten.“

„Der Aspekt der Koordination verschiedener Maßnahmen über Länder hinweg wird mir in der Studie allerdings nicht ganz klar. Da Plastikproduktion und Konsum heute in globalen Lieferketten stattfindet, erscheinen die Annahmen hinsichtlich der Effektivität und Umsetzbarkeit von Politikinstrumenten sehr optimistisch.“

„Zudem wurde die veränderte Verfügbarkeit von Materialien zur Substitution von Plastik – insbesondere bei Papier – nicht einbezogen. Dieser Aspekt ist angesichts der teilweise bereits dramatischen Folgen des Klimawandels für Wälder in vielen Waldländern – zum Beispiel die anhaltende Trockenheit in Europa – weltweit von hoher Relevanz für die Evaluierung der Machbarkeit von Substitutionsstrategien.“

„Die Studie zeigt deutlich, dass Recyclingstrategien besonders für Länder des Globalen Südens große Hürden mit sich bringen. Dies fügt sich konsistent in bestehende Literatur und politische Entwicklungen ein – ich erinnere da zum Beispiel an den Waste Ban 2017 der chinesischen Regierung. Etwas weniger kritisch wird mit Substitutionsstrategien umgegangen, welche in der Literatur zur Bioökonomie sehr kritisch diskutiert werden [2] [3].“

Angaben zu möglichen Interessenkonflikten

Prof. Dr. Rita Triebskorn: „Keine.“

Prof. Dr. Sina Leipold: „Aktuell sind mir keine möglichen Gründe für Interessenskonflikte bekannt.“

Alle anderen: Keine Angaben erhalten.

Primärquelle

Lau WWY et al. (2020): Evaluating scenarios toward zero plastic pollution. Science. DOI: 10.1126/science.aba9475.

Literaturstellen, die von den Experten zitiert wurden

[1] Webseite der Uni Bayreuth: Sonderforschungsbereich Mikroplastik.

[2] Escobar N et al. (2018): Land use mediated GHG emissions and spillovers from increased consumption of bioplastics. Environmental Research Letters, Vol 13, Nr 12. DOI: 10.1088/1748-9326/aaeafb.

[3] Interview mit dem Autor von [2]: More bioplastic do not necessarily lead to mor climate protection. Webseite Nayaglow.

Literaturstellen, die vom SMC zitiert wurden

[a] Jambeck JR et al. (2015): Plastic waste inputs from land into ocean. Science; 347, 6223, 768-771. DOI: 10.1126/science.1260352.

[b] Boucher J et al. (2017)): Primary microplastics in the oceans: a global evaluation of sources. IUCN. DOI: 10.2305/IUCN.CH.2017.01.en.

[c] Geyer R et al (2017): Production, use, and fate of all plastics ever made. Science Advances; 3 (7). DOI: 10.1126/sciadv.1700782.