Kampf gegen Plastik

Ein deutscher Ingenieur tüftelt an einem genialen Verfahren, Mikroplastik aus Gewässern zu fischen. Winzige Luftbläschen befördern die Kunststoffreste an die Oberfläche. Dort können sie dann abgeschöpft und recycelt werden.

Illustration: Chiara Lanzieri
Illustration: Chiara Lanzieri
Klaus Lüber Redaktion

Wir leben in einer Welt, die voll ist mit Plastik. Acht Milliarden Tonnen wurden Schätzungen zufolge seit 1950 hergestellt. Leider wurden davon nur 30 Prozent recycelt, die restlichen 70 Prozent liegen irgendwo als Müll auf der Halde oder sind größtenteils in die Meere gekommen. Auch heute noch geht man von knapp 140 Tonnen Plastik aus, die über die Flüsse in die Meere gespült werden, 26 Lkw-Ladungen pro Minute. Selbst Autofahren erzeugt durch den Reifenabrieb kleinste Platikteilchen, die über das Oberflächenwasser in die Flüsse und schließlich in die Meere gespült werden. 1,2 Kilogramm entstehen auf diese Weise pro Person und Jahr.

Sonnenlicht und Wellenbewegung lassen es immer kleiner werden, bis die Stücke nur noch 0,1 bis 5 Millimeter groß sind. Dann ist das Plastik zu Mikroplastik geworden, das sich in der Nahrungskette und damit auch im menschlichen Organismus ablagert. Die Menge einer Kreditkarte nehmen wir inzwischen durchschnittlich in der Woche auf. Das ist auch deshalb beängstigend, weil seit kurzem bekannt ist, dass die Partikel die Zellmembranen von Meschen und Tiere direkt schädigen können.

Eine aktuelle Studie der Universität Saarland und Tarragona ergab, dass Mikroplastikkügelchen mit einer Größe von 1 bis 10 Mikrometern an Zellmembran haften bleiben – was zu einer erheblichen Dehnung dieser Membran führte. Die Spannung der Membran nahm dadurch erheblich zu, bis nah an die Grenze, bei der sich die Membran auflöst. Die Lebensdauer der Membran verringerte sich deutlich. Bislang ging man davon aus, dass Mikroplastik vor allem dadurch ein Problem werden kann, dass es Umweltgifte und Bakterien wie ein Magnet anzieht und auf diese Weise in den Körper transportieren kann.

Der Ingenieur Roland Damann will das ändern. Und zwar mit einer Technik, die sich Mikroflotation nennt. Dazu werden mikroskopisch kleine Luftbläschen, im Durchmesser nur ein Drittel der Breite eines menschlichen Haars, in hoher Konzentration in Wasser eingebracht. Sofort lagern sich so gut wie alle im Wasser befindlichen Feststoffpartikel an die Blasen an und steigen mit diesen an die Oberfläche. Dort kann man den Schmutzfilm beispielsweise mit einer Saugvorrichtung entfernen. „Wir haben dann so gut wie 100 Prozent mikroplastikfreies Wasser“, erklärt Damann. „Ohne Chemie, wartungsfrei, mit extrem geringem Energieaufwand.“

Eingesetzt wird die Technologie bereits in Kläranlagen zur Vorreinigung des Wassers. Laut Damann lasse sich die Leistungsfähigkeit der Anlagen mit nur einem Fünfzehntel der für die Vorklärung eingesetzten Fläche um bis zu 50 Prozent steigern.

Genauso effizient funktioniert das Verfahren, um Mikroplastikpartikel aus dem Wasser zu fischen. Aus dem Wasser des Flusses Weser konnten Damann und sein Team unter Laborbedingungen bereits 99,7 Prozent der Plastikteilchen herausfiltern. Unter Laborbedingungen heißt: Das Reinigungssystem ist als externe Einheit aufgebaut. Das Wasser wird aus der Quelle herausgepumpt, isoliert und erst dann gereinigt. Für überschaubare Abwassermengen, wie sie in Kommunen oder Industrieanlangen anfallen, funktioniert das sehr gut, für Großgewässer benötigt man eine andere Herangehensweise.

Damit die nebelartige Blasenwolke, die mittels Spezialventilen in das Wasser eingebracht wird, auch in freien Gewässern als zuverlässiger Schmutzfilter funktioniert, tüfteln Damann und sein Team am Prototypen eines frei schwimmenden Geräts. Dies könne man sich vorstellen wie einen gigantischen, umgedreht im Wasser schwimmenden Obstkorb, erzählt der Ingenieur. Oben sei ein Schwimmring angebracht, unten produzierten die Ventile die Mikrobläschen, die das Plastik wie ein Magnet anziehen, festhalten und nach oben transportierten.

„Mikroflotation ist in der Free-Flow-Variante die einzig technische und wirtschaftliche Lösung, um Mikroplastik in der Größe zwischen 0,1 und 5 Millimetern ohne Chemie mit ganz geringem Energieaufwand recyclefähig aus dem Wasser zu holen“, so Damann im Podcast der Bundesagentur für Sprunginnovationen (SPRIND), die sein Projekt fördert. Die nächsten Meilensteine: eine Anlage zu bauen, die im Oberflächenwasserbereich arbeitet, etwa in einem Regenrückhaltebecken, einem stehenden Gewässer, einer Talsperre. Dann wolle man sich hinausbewegen in fließende, offene Gewässer.

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