Lebensdauer von Kunststoffen

Lebensdauer von Kunststoffen

Wie lange bleibt Plastik in der Umwelt?

Die für uns Menschen besten Eigenschaften von Plastik wie die starke Festigkeit und gute chemische Beständigkeit sind gleichzeitig die größten Gefahren für die Umwelt. Verschiedene Faktoren machen aus Kunststoff ein sehr beständiges Material und sorgen dafür, dass eine Zersetzung in der Natur praktisch unmöglich wird. Aber wie lange bleibt Plastik wirklich in der Umwelt? Die Lebensdauer ist von Kunststoff zu Kunststoff unterschiedlich und kann oft nur abgeschätzt werden. Da von Zeitspannen von bis zu mehreren Hundert Jahren ausgegangen wird, konnte zum Teil die vollständige Zersetzung des Plastiks in der Praxis noch nicht beobachtet werden.

Bevor wir uns die Lebensdauer verschiedener Kunststoffprodukte ansehen, werden wir uns zunächst mit dem Zerfall von Kunststoff beschäftigen. In der Fachsprache bezeichnet man diesen Abbau oder Zerfall von Kunststoffen als Degradation. Gemeint ist damit häufig die Alterung, verbunden mit Quellung, Versprödung, Rissbildung und Festigkeitsverlust. Es gibt drei Arten von Degradation, die chemische, physikalische und biologische Degradation. Die Degradation von Kunststoffen erfolgt entweder durch chemische, physikalische oder durch Kombination beider Abbauarten.

Zersetzungsdauer von Kunststoff

1. Chemische Degradation

Plastik besteht aus Molekülketten, auch Polymere genannt. Der chemische Zerfall der Polymere erfolgt durch das Zerbrechen dieser Molekülketten. Außerdem geschieht die Degradation teilweise auch durch Depolymerisation. Das bedeutet vereinfacht gesagt, dass sich durch eine Reihe chemischer Prozesse eine Molekülkette in seine einzelnen Bausteine zerlegt und anschließend wieder zusammensetzt. (Für alle, die es genauer wissen wollen: Depolymerisation ist eine Sequenz chemischer Reaktionen, in denen ein Polymer in seine Monomere bzw. geeignete Bausteine zerlegt wird, wobei sie anschließend wieder zu Makromolekülen zusammengesetzt werden können.)

Bei hohen oder sehr niedrigen Temperaturen kann es außerdem zu Kettenbrüchen kommen. Diese und noch weitere Faktoren können zu einer Änderung des molekularen Aufbaus von Kunststoff führen. 

Der chemische Zerfall von Plastik ist mit der Änderung der physikalischen Eigenschaften verbunden (z.B. Zug- und Biegefestigkeit, Bruchdehnung oder Schlagzähigkeit).

2. Physikalische Degradation

Der physikalische Zerfall von Kunststoffen kann durch Wasseraufnahme (Quellung), Zerbrechen des Materials oder Herauslösen von sich im Kunststoff befindenden Weichmachern beginnen. Durch abwechselndes Schrumpfen und Quellen durch Verwitterung kommt es nach und nach zu Rissbildungen in den Kunststoffen, die mit der Zeit zum Zerfall des Kunststoffs führen können.

3. Biologische Degradation

Als biologische Degradation bezeichnet man das Abbauen eines Materials durch Mikroorganismen bzw. Enzyme. Sie erfolgt vor allem durch die Reaktion mit Sauerstoff oder der Aufspaltung des Kunststoffes in Wasser, Kohlendioxid und Biomasse. Die meisten Kunststoffe sind nicht biologisch abbaubar, da die Mikroorganismen sie nicht verdauen oder aufspalten können. 

Es wurden einige Pilz- und Bakterienarten entdeckt, bei denen man die Fähigkeit des Plastikabbaus nachweisen konnte.

5. Wie lange bleibt Plastik in der Umwelt?

Man geht davon aus, dass Mikroorganismen nicht in der Lage sind, Kunststoffe vollständig zu zersetzen. Das bedeutet, dass Kunststoffpartikel zwar kontinuierlich kleiner, aber nicht vollständig abgebaut werden. Für die Zerkleinerung sind chemische und physikalische Degradation zuständig, welche sehr langsam verlaufen. Deshalb wird weltweit eine Anreicherung von Kunststoffen an Stränden, in Meeresstrudeln und Sedimenten beobachtet. Eine Reduzierung der Ansammlungen ist nicht in Sicht. Die Lebensdauer eines kunststoffartigen Produktes ist von der Kunststoffart sowie den ihn umgebenden Klimabedingungen abhängig. So geht beispielsweise der Zerfall der meisten Produkte im Meer schneller vonstatten als auf dem Land. Als Lebensdauer eines Produktes bezeichnen wir die Zeit, in der das Produkt aufgrund von chemischem, physikalischem und biologischem Zerfall nicht mehr für das menschliche Auge erkennbar ist.

Die Lebensdauer einiger Kunststoffprodukte mit Wasser als Umgebungsmedium sind in der folgenden Grafik dargestellt. 

lebensdauer von Plastik

In der Grafik sind einige Gegenstände zu finden, die von einem Großteil der Bevölkerung täglich benutzt und noch am gleichen Tag entsorgt werden: Zigaretten, Plastiktüten und Plastikflaschen. Den meisten wird dabei kaum bewusst sein, dass die Zigarette, die sie gerade auf dem Boden austreten bis zu 5 Jahre in unserer Umwelt verbleiben wird. Auch wenn Plastiktüten und Flaschen immerhin zum Teil recycelt werden können, so ist bei Windeln hingegen jede Hoffnung auf Wiederverwertung verloren. Das deutsche Abfallsystem gibt dabei leider keine  Sicherheit auf eine fachgerechte Entsorgung, denn Deutschland ist der drittgrößte Exporteur von Müll weltweit! Im Ausland entgeht dieser unseren Statistiken und landet sicherlich so manches mal auf Deponien. 

6. Schlussfolgerung

Unsere Plastik-Abfälle gelangen nicht nur ungebremst in die Natur, die meisten von ihnen werden uns dort auch überleben. So wurde beispielsweise in Großbritannien eine 50 Jahre alte Plastikflasche gefunden, die praktisch wie neu aussah. Es liegt also an uns darauf zu achten, dass so wenig Plastik wie möglich in die Umwelt gelangt. Denn: befindet sich Plastik einmal in der Natur, wird es dort nicht mehr so einfach verschwinden. Zwar gibt es schon einige Projekte, die sich mit der Beseitigung von Plastik aus den Meeren beschäftigen, doch ist schon jetzt so viel vorhanden, dass die Beseitigung sehr lange dauern wird. Das ist für viele Meeresbewohner schon jetzt, und früher oder später auch für uns lebensbedrohlich. 

Quellen: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Degradation_von_Kunststoffen
https://www.mass.gov/files/documents/2016/08/pq/pocket-guide-2003.pdf
http://storage.neic.org/event/docs/1129/how_long_does_it_take_garbage_to_decompose.pdf

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Dieser Beitrag hat 2 Kommentare

  1. Lena Breuer

    Sehr interessanter Text 🙂 Aber könntet ihr evtl. eure Quellen verlinken? Ich wüsste gerne woher die Infos stammen. MfG

    1. wendy

      Liebe Lena Breuer,
      danke für deinen Kommentar ? Das ist ein sehr guter Hinweis. Ich habe die Quellen im Artikel ergänzt und hoffe sie helfen dir weiter.
      Eine schöne restliche Woche und liebe Grüße, Wendy

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