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Innovativer Weg zu sauberen Kläranlagen durch lichtinduzierte chemische Reaktion

Ein Forscherteam hat eine unbedenkliche Technologie zur Bekämpfung der Meeresverschmutzung durch Plastik entwickelt.

Klimawandel und Umwelt

Die Verschmutzung durch Plastikabfälle stellt für das Ökosystem Meer weltweit eine wachsende Bedrohung dar. Insbesondere Mikroplastikteilchen – d. h. alle Kunststoffe mit einer Maximalgröße von 5 mm – geben zunehmend Anlass zur Sorge. Laut einer Pressemitteilung der Vereinten Nationen befinden sich über 51 Billionen Mikroplastikteilchen in den Meeresgewässern – das 500-Fache der Zahl der Sterne in unserer Galaxie. Die Kunststoffpartikel gelangen auf verschiedenen Wegen direkt in die Umwelt – durch Reifenabrieb, Pflegeprodukte und das Waschen synthetischer Kleidung sowie durch die Zersetzung größerer Gegenstände wie Plastiktüten und -flaschen – und können so auch von Meerestieren aufgenommen werden. Auf ihrem Weg durch die Nahrungskette können sie schließlich beim Menschen landen. Kläranlagen gelten als wichtige potenzielle Quelle für die Verschmutzung unserer Wassersysteme durch Mikroplastik. Ein Abbau von Plastik, bei dem unschädliche Elemente entstehen, ist daher von zentraler Bedeutung. Mit Unterstützung des EU-finanzierten Projekts CLAIM (Cleaning Litter by developing and Applying Innovative Methods in European seas) schlug ein Forscherteam eine neue Methodik vor, bei der ein Nanobeschichtungsverfahren und Lichtenergie zum Abbau von Mikroplastik eingesetzt werden. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Environmental Chemistry Letters veröffentlicht. In Bezug auf die Merkmale von Mikroplastik hebt die Forschergruppe „die allgegenwärtige Verbreitung, das unkontrollierte Vorkommen in der Umwelt sowie die kleine Größe und lange Lebensdauer“ hervor. Weiter heißt es: „Effektive Abhilfe schaffen Methoden wie Filtration und Verbrennung sowie Verfahren der Erweiterten Oxidation wie die Ozonierung, doch diese Methoden gehen mit einem hohen Energieverbrauch einher oder erzeugen unerwünschte Nebenprodukte. Was wir hier getestet haben, ist der Abbau von Mikroplastikrückständen in Form von fragmentiertem Polyethylen niedriger Dichte (Low-Density Polyethylene, LDPE) unter Anwendung der durch sichtbares Licht induzierten heterogenen Photokatalyse, die durch Nanostäbchen aus Zinkoxid aktiviert wurde.“ Saubere Technologie In einer Pressemitteilung erläutert Prof. Joydeep Dutta von der Königlichen Technischen Hochschule Stockholm (KTH): „Unsere Studie zeigt recht positive Ergebnisse hinsichtlich der Effektivität des Abbaus von LDPE mithilfe unserer Nanobeschichtung, die der Einwirkung künstlichen Sonnenlichts ausgesetzt wird. Praktisch bedeutet dies: Nach dem Auftragen unserer Beschichtung werden Mikroplastikteilchen allein durch Einstrahlung von Sonnenlicht abgebaut. Durch die Ergebnisse erhalten wir neue Erkenntnisse im Hinblick darauf, wie wir saubere Technologien zur Bekämpfung der weltweiten Verschmutzung durch Mikroplastik einsetzen können und gleichzeitig eine Verringerung der Nebenprodukte erzielen.“ Die Forschungsarbeit spiegelt die Vision von CLAIM wider, „auf die Vermeidung und Vor-Ort-Behandlung sichtbarer und unsichtbarer Abfälle im Meer hinzuwirken und zu diesem Zweck neue Technologien sowie neu definierte methodische Ansätze zu entwickeln, die es uns ermöglichen, die Reinigung unserer Meere auf innovative Weise in Angriff zu nehmen“, wie auf der Projektwebsite dargelegt wird. „Das Projekt wird fünf innovative Technologien zur Säuberung der Meeresgewässer vorantreiben und das Eindringen von Abfällen ins Meer an zwei Hauptquellen verhindern: den Kläranlagen und Flussmündungen. Unmittelbar nach dem Sortieren und Aufsammeln des Abfalls durch ein effektives Vorfiltersystem werden Mikroplastikteilchen in den Kläranlagen durch eine photokatalytische Nanobeschichtungseinrichtung abgebaut.“ Das laufende CLAIM-Projekt „wird innovative Modellierungswerkzeuge zur Beurteilung und Darstellung informativer Karten erarbeiten, die Aufschluss über die sichtbare und unsichtbare Meeresverschmutzung auf Ebene der Flusseinzugsgebiete und der Regionen bieten“, heißt es auf der Projektwebsite weiter. Zu den erklärten Projektzielen gehört außerdem das Anliegen, „die Nutzung und Ausweitung innovativer Technologien zur Abfallverringerung in den Meeren zu fördern.“ Weitere Informationen finden Sie auf der CLAIM-Projektwebsite

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