Bioökonomie-Adventskalender-Türchen

1. Dezember 2020

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© Daria Chrobok, DC SciArt

Von Bioplastik zu Mikroplastik – kann die Bioökonomie ihre eigenen Probleme lösen?

Organismus: Pflanzen, Bakterien

Anwendungsgebiet: Recycling, Umweltschutz

Zeithorizont: Zukunft

Das Plastik bzw. eine ganze Reihe an Polymeren zur Kunststoffherstellung auch aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden können, ist nichts neues mehr – genauso wenig wie, dass das nicht unbedingt umweltfreundlich ist. Je nach Art des Polymers bedeutet biobasiert nicht unbedingt biologisch abbaubar – und selbst wenn, kann das entstehende Mikroplastik dennoch eine Weile in den marinen oder terrestrischen Ökosystemen verweilen und dort Schaden anrichten. Es gibt Ansätze, mit Hilfe von Filtern oder Nanopartikeln solches Mikroplastik wieder aus den Ozeanen und Süßgewässern zurückzuholen. Vielleicht gibt es aber auch Hoffnung aus der Bioökonomie. Pflanzen können, ähnlich wie beim Phytomining (siehe Türchen 4), Mikroplastik aufnehmen und akkumulieren – es würde so aus den kontaminierten Böden gelangen[1]. Bei Nutzpflanzen müsste untersucht werden, ob Mikroplastik in die essbaren Organe gelangt, wie zum Beispiel der Kolben beim Mais.

Aber auch Mikroorganismen können helfen. Eine ganze Reihe von Mikroorganismen, darunter Bakterien, Pilze und einzellige Eukaryonten, können Polymere wie Mikroplastik als Nahrungsquelle aufnehmen und in kleinere Bestandteile zerlegen[2]. Neue Studien konnten z.B. zeigen, dass einzelne Arten Mikroplastik aufnehmen und den Kohlenstoff zur Produktion von Fettsäuren verwenden – diese könnten dann wiederum weiter genutzt bzw. als Nahrung durch andere Mitglieder des Ökosystems aufgenommen werden[3]. Ein weiteres Beispiel sind größere Konsortien, d.h. Mischungen mehrerer Arten von Mikroorganismen, die in ihrer Zusammensetzung optimal auf die Verdauung von Mikroplastik abgestimmt werden können [4]. Wie man es nun schaffen kann, dass solche Mikroorganismen z.B. an Orten der Müllentsorgung oder in Kläranlagen zum Einsatz kommen könnten, muss noch ausgetestet werden. Und außerdem: Wäre es nicht noch wichtiger, gleich die Entstehung von Mikroplastik zu verhindern?

Quellen:
[1] Ebere, E. C., Wirnkor, V. A., & Ngozi, V. E. (2019). Uptake of Microplastics by Plant: a Reason to Worry or to be Happy?. World Scientific News, 131, 256-267.
[2] Ogunola, O.S., Onada, O.A. & Falaye, A.E. Mitigation measures to avert the impacts of plastics and microplastics in the marine environment (a review). Environ Sci Pollut Res 25, 9293–9310 (2018). https://doi.org/10.1007/s11356-018-1499-z
[3] Taipale, S.J., Peltomaa, E., Kukkonen, J.V.K. et al. Tracing the fate of microplastic carbon in the aquatic food web by compound-specific isotope analysis. Sci Rep 9, 19894 (2019). https://doi.org/10.1038/s41598-019-55990-2
[4] Syranidou, E., Karkanorachaki, K., Amorotti, F., Avgeropoulos, A., Kolvenbach, B., Zhou, N. Y., ... & Kalogerakis, N. (2019). Biodegradation of mixture of plastic films by tailored marine consortia. Journal of hazardous materials, 375, 33-42.