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Kunststoffe für eine nachhaltige Zukunft

Beim UNO-Gipfel im September 2015 in New York haben sich die 193 aktuellen Mitgliedsstaaten der UNO einstimmig verpflichtet, die Armut zu beenden, sowie den Klimawandel und die Ungerechtigkeit zu bekämpfen und dazu 17 Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs) einstimmig angenommen. Diese Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung der UN soll für Milliarden Menschen auf der ganzen Welt und unseren Planeten eine bessere Zukunft bieten.

Kunststoffe leisten einen massgeblichen Beitrag zur Erreichung der Ziele für eine nachhaltige Entwicklung (UN Sustainable Development Goals (SDG) [1] [2]). Dabei beeinflussen Kunststoffe acht der insgesamt 17 formulierten Ziele für eine nachhaltige Entwicklung auf eine positive Weise. Im Gegensatz dazu sind die Effekte von Kunststoffen auf fünf der formulierten Ziele noch unklar oder werden als negativ bewertet und erfordern geeignete Lösungen. Die überwiegend positiven sowie auch die kritischen Effekte von Kunststoff auf die SDGs werden nachfolgend systematisch erläutert und anhand von Beispielen erklärt.

In Ökobilanzen schneiden Kunststoffe aufgrund ihrer Materialeigenschaften, insbesondere der geringen Dichte und dem energiegünstigen Verhalten infolge verhältnismassig tiefem Schmelzbereich bei der Herstellung, gegenüber anderen Materialien oft besser ab [3]. Ein Beispiel dazu ist die Umweltbelastung von Einwegflaschen. Dabei schneidet PET im Vergleich zu den Alternativen Aluminiumdosen, Getränkekartons und Glasflaschen in 80% der Fälle besser ab [4, 5]. PET-Getränkeflaschen lassen sich zudem sehr gut rezyklieren, was bei Verbundwerkstoffen oder beschichteten Materialien in anderen Verpackungslösungen deutlich schwieriger ist.

SDG 1: Armut in allen Formen und überall beenden

SDG 1: Keine ArmutProdukte aus Kunststoff sind kostengünstig und somit für Menschen aller sozialen Gesellschaftsschichten verfügbar, was der sozialen Ungleichheit entgegenwirkt. Beispiele sind Haushaltsgeräte, Unterhaltungselektronik oder Sportartikel. Eine der bedeutendsten Funktionen von Kunststoff ist der Schutz von Konsumgütern, insbesondere von Lebensmitteln [6, 7], daher nehmen Kunststoffprodukte insbesondere in Entwicklungsländern eine bedeutende Rolle zum Schutz von Agrarprodukten ein. Entlang der gesamten Wertschöpfungskette schafft die Kunststoffindustrie weltweit Arbeitsplätze, allein in Europa mehr als 1.6 Millionen [8], für Menschen verschiedenster sozialen Schichten und trägt somit zum obersten und wichtigsten aller Ziele für eine nachhaltige Entwicklung, der Beendung von Armut in allen Formen, bei. In Entwicklungsländern werden Kunststoffprodukte achtlos weggeworfen. Der Aufbau von Sammel- und Verwertungssystemen eröffnet in diesen Ländern für die arme Bevölkerung neue Erwerbschancen.

 

 

SDG 2: Den Hunger beenden, Ernährungssicherheit und eine bessere Ernährung erreichen und eine nachhaltige Landwirtschaft fördern

SDG 2: Kein HungerDie FAO (UN Food and Agriculture Organization) schätzt, dass weltweit jährlich ca. 1.3 Milliarden Tonnen Lebensmittelabfälle im Müll landen oder verloren gehen – das entspricht ungefähr einem Drittel aller produzierten Lebensmittel für die menschliche Ernährung. Pro Kopf und Jahr sind das ca. 95 - 115 kg Lebensmittelabfälle in Europa/Nordamerika und ca. 6 - 11 kg Lebensmittelabfälle in Subsahara-Afrika/Südostasien. Davon sind insbesondere Früchte, Gemüse, Wurzeln und Knollen (45% Lebensmittelverluste) betroffen [9]. Lebensmittelverpackungen aus Kunststoff generieren durch ihre Schutzfunktion einen grossen ökologischen Nutzen, indem sie die Haltbarkeit von Lebensmitteln verlängern und somit die Menge an Lebensmittelabfällen massiv reduzieren [10]. Dadurch werden Lebensmitteltransport und -verteilung in entlegene Gebiete und Entwicklungsländer ermöglicht und die Ernährungssicherheit gewährleistet.

 

SDG 3: Ein gesundes Leben für alle Menschen jeden Alters gewährleisten und ihr Wohlergehen fördern

SDG 3: Gesundheit und WohlergehenDer Einsatz von kostengünstigen Kunststoffprodukten im Gesundheitswesen bietet eine bezahlbare Gesundheitsversorgung und verbessert die Hygienebedingungen durch die Verwendung von Einwegprodukten. Zudem ermöglichen Kunststoffe neuartige Therapien und Wiederherstellungschirurgie, wie beispielsweise künstliche Herzklappen oder biologisch abbaubare Implantate aus Polylactid. Durch die Verwendung von Kunststoffprodukten in der Medizin wird das Wohlergehen der Weltbevölkerung gefördert und der Zugang zu medizinischer Versorgung öffnet sich für immer mehr Menschen.

Einige Studien deuten darauf hin, dass Kunststoffe potenziell negative Wirkungen auf die menschliche Gesundheit haben. Da Kunststoffe als chemisch inaktiv gelten, werden mögliche Effekte auf die Gesundheit hauptsächlich den Additiven, den Restmonomeren und den absorbierten Schadstoffen zugewiesen. Bereits nachgewiesene gesundheitsschädige Wirkungen von beispielsweise Bisphenol A, DEHP (Phthalat) oder DDT (Insektizid) beinhalten hormonelle Störungen (endokrine Disruptoren), Herz-Kreislauf-Erkrankungen sowie Fettleibigkeit [11, 12, 13]. DEHP ist mittlerweile in der Schweiz für Lebensmittelverpackungen verboten. Der Grenzwert für Bisphenol A wurde um mehr als das Zehnfache gesenkt. Wo das Risiko besteht, dass Substanzen aus dem Kunststoff in den menschlichen Organismus migrieren können, bestehen Regelungen. Beispielsweise bei Lebensmittelkontakt über die Verordnung (EU) Nr. 10/2011 [14] und in der Schweiz über die Bedarfsgegenständeverordnung. Diese legen Grenzwerte fest, die als unbedenklich gelten und welche von Gegenständen aus Kunststoff, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, eingehalten werden müssen.

SDG 6: Verfügbarkeit und nachhaltige Bewirtschaftung von Wasser und Sanitärversorgung für alle gewährleisten

SDG 6: Sauberes Wasser und SanitäreinrichtungenWeltweit haben ca. 2.1 Milliarden Menschen keinen Zugriff zu sicherem und jederzeit verfügbarem Trinkwasser zu Hause [16]. In Flaschen abgefülltes Wasser ist für sie die einzige Quelle für sicheres und trinkbares Wasser. PET-Flaschen stellen ausserdem eine zentrale Rolle bei der Versorgung mit sauberem Trinkwasser in Entwicklungsländern dar. Bei der sogenannten SODIS-Methode wird eine transparente, gereinigte PET-Flasche mit Wasser während mindestens 6 Stunden zur Desinfektion an die volle Sonne gelegt. Danach ist das Wasser sauber und trinkbar [17]. So kann auch Wasser aus lokalen Brunnen gereinigt werden.

Additive und absorbierte Schadstoffe stellen in Kunststoffen eine potenzielle Gefährdung für die menschliche Gesundheit dar. Da Mikroplastik in allen Umweltkompartimenten vorhanden ist, ist eine Aufnahme von Mikroplastik über die Nahrungsmittelkette/Trinkwasser oder die Atmung wahrscheinlich. Allerdings gibt es bisher keine Studien, welche die negativenAuswirkungen von Mikroplastik auf die menschliche Gesundheit konkret und unter Bedingungen wie sie in der Umwelt auftreten, belegen [11]. Die Weltgesundheitsorganisation WHO geht jedoch davon aus, dass derzeit keine gesundheitliche Gefährdung von Mikroplastik in Gewässern ausgeht [18].

SDG 8: Dauerhaftes, breitenwirksames und nachhaltiges Wirtschaftswachstum, produktive Vollbeschäftigung und menschenwürdige Arbeit für alle fördern

SDG 8: Menschenwürdige Arbeit und WirtschaftswachstumWie beim SDG 1 bereits erwähnt, bietet die Kunststoffindustrie entlang der gesamten Wertschöpfungskette weltweit Arbeitsplätze und kurbelt so das Wirtschaftswachstum an. Zudem schaffen Innovationen und die Weiterentwicklung der Kunststoffbranche auch vermehrt neue Arbeitsplätze.

 

 

 

 

SDG 9: Eine widerstandsfähige Infrastruktur aufbauen, breitenwirksame und nachhaltige Industrialisierung fördern und Innovationen unterstützen

SDG 9: Industrie, Innovation und InfrastrukturKunststoffe existieren heute in verschiedensten Modifikationen und finden in unzähligen Anwendungsbereichen, wie beispielsweise in der Automobil-/Transportbranche, dem Medizin- und Gesundheitsbereich, der Verpackungsbranche, der Textilindustrie, der Bau- und Gebäudetechnik sowie der Kommunikation, Gebrauch [3]. Da deren Weiterentwicklung ein stetiger Prozess ist, und Kunststoffe fortlaufend in neuen Anwendungen eingesetzt werden, sind sie innovativ und unterstützten die nachhaltige Industrialisierung und ermöglichen Lösungen, die ohne Kunststoffe nicht möglich wären.

 

 

 

SDG 12: Nachhaltige Konsum- und Produktionsmuster sicherstellen

SDG 12: Nachhaltige/r Konsum und ProduktionOptimierte und innovative Verpackungssysteme aus Kunststoffen reduzieren und vermeiden Lebensmittelabfälle [10], so können beispielsweise durch geschickte Verschlusssysteme angebrochene Lebensmittel und Getränke wieder verschlossen werden, oder es können Teilportionen von einem Lebensmittelprodukt getrennt verpackt und dadurch separat haltbar gemacht werden.

Da Kunststoffe sehr preiswert sind, kann dies einfach zu übermässigem Konsum und überschüssigem Verpackungsmaterial übergehen. Dies wird allerdings bereits als existierendes Problem erkannt und im New Plastics Economy Global Commitment Report (2019) wird die Elimination von problematischen oder unnötigen Plastikverpackungen als eines von sechs Zielen festgelegt [19]. Allein schon aus ökonomischen Gründen sind Verpackungen aus Kunststoff heute viel leichter als früher. Auf unnötige Verpackung und Überverpackung ist zu verzichten. Ausserdem sind die Markenartikelhersteller und die Detailhändler auch gefordert, geeignete Packungsgrössen anzubieten, um zu verhindern dass zu grosse Mengen eingekauft werden müssen. Die Etablierung einer Kreislaufwirtschaft erlaubt es, den Werkstoff in vielen Zyklen im Umlauf zu halten und so den Bedarf an Neumaterial zu senken.

SDG 13: Umgehend Massnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels und seiner Auswirkungen ergreifen

SDG 13: Massnahmen zum KlimaschutzKunststoffprodukte leisten einen eindrücklichen Beitrag zur Reduktion des CO2-Fussabdrucks, beispielsweise durch die erzielte massive Gewichtsreduktion und folglich niedrigerem Treibstoffverbrauch im Automobil-, Eisenbahn- und Flugzeugbau, der Isolation von Gebäuden sowie der Verminderung von Nahrungsmittelabfällen. Die Verbrennung von Kunststoffabfällen kann anschliessend wieder zur Energiegewinnung genutzt werden [3]. Trucost schätzt, dass jährlich 112 Milliarden US Dollar an Umweltkosten, verursacht durch den Klimawandel, durch den Einsatz von Kunstoffen verglichen mit Kunststoffalternativen eingespart werden [20]. Ohne Einsatz von Kunststoffen wäre das Erreichen der Pariser Klimaziele um ein Vielfaches schwieriger.

 

 

SDG 14: Ozeane, Meere und Meeresressourcen im Sinne nachhaltiger Entwicklung erhalten und nachhaltig nutzen

SDG 14: Leben unter WasserMakro- und Mikroplastik verschmutzten die marinen Umweltkompartimente, Süssgewässer und Flüsse, und stellen eine Bedrohung für die Meereslebewesen dar. Die Bilder von vermüllten Stränden sind allgegenwärtig. Allerdings entsteht diese Umweltverschmutzung zu 97% ausserhalb Europas, vorwiegend in Südostasien [21].  Was Mikroplastik betrifft, besteht nach Ansicht der EMPA momentan keine Gefahr für die Umwelt, da die tatsächlich gemessenen Konzentrationen an Mikroplastik in den bis jetzt untersuchten Gewässern deutlich unter den Schwellenwerten liegen [22]. Nicht nur die marinen Ökosysteme nehmen dabei Schaden, sondern es entstehen dadurch auch hohe Kosten für ökonomisch wichtige Sektoren wie der Tourismus und die Fischerei [11, 23, 24; 25]. Diese Problematik besteht aufgrund unsachgemässer Handhabung von Kunststoffabfall und muss mit adäquaten Abfallmanagement-Systemen in den betroffenen Ländern bekämpft werden. Eine Substitution mit anderen Werkstoffen würde nur dazu führen, dass anstelle von Kunststoff diese anderen Werkstoffe ins Meer eingetragen werden.

SDG 15: Landökosysteme schützen, wiederherstellen und ihre nachhaltige Nutzung fördern, Wälder nachhaltig bewirtschaften, Wüstenbildung bekämpfen, Bodendegradation beenden und umkehren und dem Verlust der biologischen Vielfalt ein Ende setzen

SDG 15: Leben an LandEs ist bekannt, dass Böden auch mit Mikroplastik verunreinigt sind. Doch die Menge an Mikroplastik in unseren Böden, Gewässern und in der Luft ist gering im Vergleich zu Mikrogummi, einem anderen Polymer, das unsere Umwelt und folglich auch unseren Organismus belastet. Mikrogummi besteht aus feinsten Partikeln primär von Reifenabrieb (97%), die vom Strassenbelag in unsere Böden, Gewässer und die Luft gelangen. Es gibt aber auch weitere Quellen wie Kunstrasen oder Schuhsohlen. [11, 22]. Durch ihre Präsenz in den Böden können sie in die Nahrungsmittelkette gelangen und potenzielle Schäden an Ökosystemen und der menschlichen Gesundheit anrichten [11, 23, 25]. Derzeit lautet jedoch der allgemeine wissenschaftliche Erkenntnisstand, dass die Verschmutzung durch Mikroplastik kein weit verbreitetes Risiko darstellt. Littering, schlecht verwaltete Abfallentsorgung sowie die Entsorgung von Abfällen auf Landdeponien sind eine aktuelle Problemstellung in vielen Ländern bei grösseren Kunststoffteilen.

 

Referenzen

[1] United Nations: Sustainable Development Goals, 2015. https://www.un.org/sustainabledevelopment/sustainable-development-goals/ [Stand: 10.02.2020]

[2] Eidgenössisches Departement für auswärtige Angelegenheiten EDA: 17 Ziele für nachhaltige Entwicklung,  https://www.eda.admin.ch/agenda2030/de/home/agenda-2030/die-17-ziele-fuer-eine-nachhaltige-entwicklung.html [Stand: 10.02.2020]

[3] W. Kaiser: Kunststoffchemie für Ingenieure: von der Synthese bis zur Anwendung, 4. Auflage, Carl Hanser Verlag GmbH Co KG, 2016.

[4] Bundesamt für Umwelt BAFU, Getränkeverpackungen aus ökologischer Sicht gut und geeignet, 2014. https://www.bafu.admin.ch/bafu/de/home/dokumentation/medienmitteilungen/anzeige-nsb-unter-medienmitteilungen.msg-id-54391.html [Stand: 05.02.2020]

[5] PET-Recycling Schweiz: Die PET-Getränkeflasche ist eine ökologisch sinnvolle Verpackung [online], https://www.petrecycling.ch/de/wissen/oekologie [Stand: 05.02.2020]

[6] I.G. Bleisch et al.: Lexikon der Verpackungstechnik, Behr’s Verlag, 2003.

[7] Gesellschaft für Verpackungsmarktforschung, denkstatt: Diverse Studien und Berechnungen der GMV, 2012-2017. https://denkstatt.eu/publications/?lang=de [Stand: 05.02.2020]

[8] Plastics Europe: Plastics – the Facts 2019, 2019. https://www.plasticseurope.org/de/resources/publications/2154-plastics-facts-2019 [Stand: 13.02.2020]

[9] UN Food and Agriculture Organization FAO: Save food: Global Initiative on Food Loss and Waste Reduction, 2020. http://www.fao.org/save-food/resources/keyfindings/en/ [Stand: 06.02.2020]

[10] Denkstatt: Die 3 Dimensionen der Verpackungsökologie; Ressourceneffizienz, Produktschutz, Sekundärrohstoffe. Wädenswiler Lebensmitteltagung Verpackung der Zukunft, 2017.

[11] J. Bertling et al.: Kunststoffe in der Umwelt: Mikro- und Makroplastik. Ursachen, Mengen, Umweltschicksale, Wirkungen, Lösungsansätze, Empfehlungen. Kurzfassung der Konsortialstudie, Frauenhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT (Hrsg.), Oberhausen, 2018

[12] T.S. Galloway: Micro- and Nanoplastics and Human Health. In Marine Anthropogenic Litter, hrsg. M. Bergmann, L. Gutow, und M. Klages, 343-366. Cham: Springer International Publishing, 2015

[13] S.L. Wright und F.J. Kelly: Plastic and Human Health. A Micro Issue. Environmental science & technology 51(12): 6634 – 6647, 2017

[14] Europäische Union: Verordnung (EU) Nr. 10/2011 der Kommission vom 14. Januar 2011 über Materialien und Gegenstände aus Kunststoff, die dazu bestimmt sind, mit Lebensmitteln in Berührung zu kommen, 2011. https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2011/10/oj?locale=de [Stand: 13.02.2020]

[15] Eidgenössisches Departement des Innern EDI: 817.023.21, Art. 14: Verordnung des EDI über Materialien und Gegenstände, die dazu bestimmt sind, mit Lebensmitteln in Berührung zu kommen, 2019. https://www.admin.ch/opc/de/classified-compilation/20143393/201912010000/817.023.21.pdf [Stand: 13.02.2020]

[16] World Health Organization WHO: 2.1 Billion people lack safe drinking water at home, more than twice as many lack safe sanitation [online], 2017. https://www.who.int/news-room/detail/12-07-2017-2-1-billion-people-lack-safe-drinking-water-at-home-more-than-twice-as-many-lack-safe-sanitation [Stand: 06.02.2020]

[17] SODIS: Sauberes Trinkwasser für alle, 2020. https://www.sodis.ch/methode/index [Stand: 10.02.2020]

[18] World Health Organization WHO: Microplastics in drinking-water, 2015. https://www.who.int/water_sanitation_health/publications/microplastics-in-drinking-water/en/ [Stand: 13.02.2020]

[19] Ellen Macarthur Foundation. Global Commitment 2019 Progress Report, 2019.

[20] R. Lord: Plastics and Sustainability: A valuation of Environmental Benefits, Costs and Opportunities for Continuous Improvement [online], 2016. https://plastics.americanchemistry.com/Plastics-and-Sustainability.pdf [Stand: 06.02.2020]

[21] European Commission: A European Strategy for Plastics in a Circular Economy [online], 2018. https://ec.europa.eu/environment/circular-economy/pdf/plastics-strategy.pdf [Stand: 13.02.2020]

[22] Empa: Gummi in der Umwelt [online], 2019. https://www.empa.ch/de/web/s604/mikrogummi [Stand: 13.02.2020].

[23] J. Boucher und D. Friot: Primary Microplastics in the Oceans: A Global Evaluation of Sources. Gland, Switzerland: IUCN. 43pp, 2017

[24] GESAMP: Sources, fate and effects of microplastics in the marine environnement: a global assessment (GESAMP), 2015

[25] N. Simon und M.L. Schulte: Stopping Global Plastic Pollution: The Case for International Convention. Ecology 43; Heinrich Böll Foundation, 2017.