Das Plastik-Problem der Biowissenschaften. [ger]

in #wissenschaft6 years ago (edited)

Unbemerkt von der breiten Öffentlichkeit produziert die Forschung Unmengen an Kunststoffmüll. Doch gibt es dazu Alternativen?



Wie pixabay (CC0) und die Welt glauben dass wir arbeiten...

Ein persönliches Problem

Wie die meisten meiner Leser wissen, arbeite ich als Wissenschaftler in einem chemisch/biologischen Labor. Und ich liebe meine Arbeit. Wissenschaft mag zwar manchmal mühsam, fordernd und gezeichnet von Rückschlägen und Durststrecken sein, aber sie ist auch spannend. Es mag für viele etwas übertrieben klingen, aber ich freue mich darüber, mit jedem kleinen Erfolg die Grenze des menschlichen Wissens ein Stück weit nach hinten schieben zu können, und ich weiß, dass es vielen meiner Kollegen ebenso geht.

Allerdings hat der Beruf auch seine Schattenseiten. Eine davon ruft unter Forschern schnell betretendes Schweigen hervor, wenn man sie darauf anspricht. Die Sache ist nämlich die: Wir Biowissenschaftler sind uns überwiegend sehr wohl bewusst, wie es um den Zustand unseres Planeten steht. Unter uns kann man Leugner des anthropogenen Klimawandels lange suchen, und viele von uns bemühen sich aktiv für den Umweltschutz – wozu natürlich auch die Reduktion bzw. die Wiederverwertung des produzierten Abfalls gehört.

Gerade Plastikmüll stellt die Ökosysteme der Erde vor große Probleme. Die Existenz riesiger Kunststoffstrudel in den Meeren ist inzwischen Allgemeinwissen, Mikroplastik gefährdet Fische und sonstige Wassertiere, die austretenden Chemikalien wirken auf den Hormonhaushalt und daher umwelttoxisch (ich berichtete), und auch die fachgerechte Entsorgung von Polymeren – das Verbrennen – trägt zum Anstieg des CO2-Gehalts unserer Atmosphäre bei. Und vom Öl und den Chemikalien, die bei der Kunststoff-Produktion verbraucht werden, fange ich jetzt gar nicht erst an.
Es ist kein Zufall, dass die Politik versucht, durch Regulierungen dem Plastiksackerl* Herr zu werden, auch wenn diese ob der herrschenden Inkompetenz sicher oft kontraproduktiv enden (Kartonsackerl sind z.B. nur besser, wenn man sie mehrmals verwendet).

Noch einmal: Wir Wissenschaftler wissen das alles und sorgen uns prinzipiell um diese Dinge.

*ja, das heißt Sackerl und nicht etwa Tüte, ihr Flachlandösterreicher!

Solange sie die Freizeit betreffen.

Im Labor nämlich… Ai ai ai… Verdammt, was produzieren wir an Dreck!
Und damit meine ich gar nicht irgendwelche Chemikalien. Anders als landläufig vermutet ist deren Verbrauch im Vergleich zur Industrie ein kaum wahrnehmbarer Klecks. Nein, es geht tatsächlich um Plastik.

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...und wie wir wirklich arbeiten... by Laurence Livermore, CC-BY

Warum das?

Lebenswissenschaften im Allgemeinen und die Molekularbiologie im Speziellen sind auf Einwegmaterial angewiesen. Pipetten, Reaktionsgefäße aller Art, Spritzen, Petrischalen, Flaschen aus Plastik haben gegenüber den früheren Produkten aus Glas viele Vorteile:

  • Der Kostenfaktor. Rechnet man die Arbeitszeit mit ein, die fürs Geschirrwaschen draufgehen würde, zahlt sich Glas absolut nicht aus. Vom Anschaffungspreis ganz zu schweigen. Da Wissenschaft ein hochkompetitives Feld ist, das chronisch unter Unterfinanzierung leidet, ein entscheidender Punkt.
  • Stabilität. Kein Zerbrechen, keine Scherben, keine Verletzungen, kein Ärger mit verlorenen Proben.
  • Sterilität. Extrem wichtig für uns ist es, keine Bakterien, Hefen oder sonstige Kontaminationen in unsere Experimente einzuschleppen, da diese sonst unbrauchbar würden. Plastik kann man steril kaufen oder aber im Bedarfsfall relativ easy selbst sterilisieren (gängigste Methode: das Autoklavieren, sprich das Aufheizen unter Dampfdruck), während selbiges bei Glas erheblich schwieriger ist, v.a. nach Wiederverwendung.
  • Menge und Größe. Die Technik ermöglicht uns die Verwendung immer kleinerer Probenmengen für unsere Experimente, was einerseits die Kosten verringert, andererseits den „Probendurchsatz“, also die Menge der Proben, die wir simultan messen können, erhöht. Kleinere Volumina erfordern aber das Arbeiten mit immer kleineren Gefäßen. Diese sind dann aber aufgrund der Größe kaum bis nicht waschbar, und Glas eignet sich als Werkstoff schon gar nicht mehr. Ergo: Einwegplastik.

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...nämlich mit Plastik...

Das Problem

Aus diesen Gründen verbraucht die Wissenschaft extreme Mengen an Plastik. Schätzungen gehen von 5,5 Millionen Tonnen Plastikmüll aus, der von Biowissenschaftlern weltweit pro Jahr produziert wird (Tendenz steigend), was fast der Menge an Plastik entspricht, die weltweit jährlich recycelt wirdref und immerhin fast 2% des weltweiten Kunststoffabfalls ausmacht.ref
Und das ist uns nicht egal. Mehrere in den letzten Jahren veröffentlichte Aufrufe in Top-Zeitschriften wie Nature zeugen davon, dass die Thematik durchaus diskutiert wird. Der Meinung der Autoren nach sollten Wissenschaftler Vorreiter beim Umweltschutz sein, und nicht als allerletzter auf den „Nachhaltigkeitszug“ aufspringen.ref1, ref2

Und ich unterschreibe das natürlich… Aber was tun?

Lösungsansätze

Ideen, wie man aus der Abhängigkeit von Einweg-Kunststoff entkommen könnte, gibt es leider nicht allzu viele.

Finanzielle Zuckerl

Urbina et al. schlagen in ihrem Nature-Artikel vor, dass Wissenschaftsfonds bei der Vergabe von Projekten finanzielle Anreize zur Nachhaltigkeit setzen sollten. ref
Jo eh, sagt da der gelernte Skeptiker… nette Idee. Aber wenn die Forschung teurer wird, können weniger Projekte finanziert werden. Es ist ja nicht zu erwarten, dass die Regierungen plötzlich ihre Liebe zur Wissenschaft entdecken und im Zeitalter des Sparstifts plötzlich auf die Idee kommen, Forschungsbudgets aufstocken. Und kein Wissenschaftler, den ich kenne, würde auf Grants verzichten wollen, nur damit andere ihre Projekte sauberer durchführen können.

Offene Augen

Man kann natürlich bei sich selbst anfangen. Wir sind im Laboralltag inzwischen so an Einwegprodukte gewöhnt, dass oft wir gar nicht mehr daran denken, zum Glas zu greifen, das irgendwo in der Schublade verstaubt. Ich muss aber mein Medium nicht zwanghaft in 50 ml Falcons aliquotieren, wenn ich sterilisierte Duranflaschen aus Glas zur Verfügung habe. Ich muss nicht jedes Mal eine neue Spitze zum Pipettieren nehmen, und kann dort, wo es geht, Kunststoff einsparen.
Selbstverantwortung. So ca. 10% des Plastiks könnte man sicher einsparen, wenn man ein bisschen mitdenkt.

Andererseits: Im Umkehrschluss sind die restlichen 90% immer noch notwendig, damit die Forschung funktioniert. D.h. sogar wenn sich alle Forscher zusammen reißen, produzieren wir immer noch eine relativ kranke Menge an Abfall.

Management

Wie auch Lopez et al. vorschlagen, können wir dort, wo wir in die Managementebene vorstoßen, zur Entwicklung von Konzepten beitragen, um den Konsum von Einweggütern zu reduzieren.ref Klar, ein bisschen geht immer noch. Aber solange Kosten, Zeit und praktische Gründe fürs Plastik sprechen, beendet das mMn unser Dilemma nicht.

Die Forschung einstellen.

Ein Punkt für die ganz Lustigen. Die Produktion von 5,5M t Plastikmüll jährlich ist immer noch viel VIEL besser als damit aufzuhören, Krankheiten zu heilen und die Menschheit nach vorne zu bringen. Sag ich.
Aber ich weiß schon, ihr nehmt halt lieber Globuli und spült sie mit einer Karaffe Grander-Wasser hinunter, in der vielleicht auch noch ein paar Energiesteinchen schwimmen.

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...und Plastik!

Fazit

Ich habe diesen Artikel (durchaus selbstkritisch) geschrieben, obwohl ich weiß, dass er Wasser auf die Mühlen jener ist, die für alles zu haben sind, was sie für „natürlich“ halten, und die der Wissenschaft gegenüber insgesamt negativ eingestellt sind.
Aber ich bin fest überzeugt, dass wir auch über dieses Thema reden müssen. Das Messen mit zweierlei Maß ist uns nicht erlaubt, wir sind der Korrektheit verpflichtet, auch wenn sie uns selbst trifft.

Wir Forscher müssen uns einerseits an der Nase nehmen und die 10-20% Abfall (reine Schätzung meinerseits), die ohne Qualitätseinbußen möglich sind, bei uns selbst einsparen.
Aber vor allem brauchen wir technologische Lösungen, die die finanziellen und materiellen Vorteile der Einwegprodukte mit einer nachhaltigen Nutzbarkeit verbinden. Wer soll diese erfinden, wenn nicht wir selbst?

Wenn jemand von euch, liebe Leser aus angrenzenden Disziplinen, eine Idee hat, wie man das Problem lösen könnte, dann raus damit. Die goldene Nase, die ihr euch nebenbei damit verdienen könnt, sei euch von Herzen vergönnt!



Disclaimer:
In meinem Blog schreibe ich meine ehrliche Meinung als toxikologischer Forscher, nicht mehr und nicht weniger. Ich bin ein Mensch, manchmal unterlaufen mir Fehler. Diskutiert mit mir, seid anderer Meinung – wenn ihr die besseren Argumente bringt, überleg‘ ich gern ein zweites Mal.

Sort:  

Die Angabe, daß Sterilisieren bei Glas komplizierter sein soll, ist mir (als Physikerin mit Halbwissen über Kunststoffe) nicht ganz klar, bei herkömmlichem Glas hätte ich eine Temperaturverträglichkeit erwartet, die über der von Kunststoff liegt. Aber wie gesagt: Halbwissen.
Wenn ich daran denke, wie schwer ich mich in den 3 Praktikumswochen in der Anästhesie und der Intensivstation damit getan habe, in einer Glasflasche zwei Flüssigkeiten zusammenzubringen unter Entnahme eines Teils NaCl ... davon, daß ich die kleinen Glasfläschchen nie ohne Tupfer geöffnet habe, sicherheitshalber ... ich geb es ungern zu, aber Plastik hat in der Handhabung einen echten Vorteil.

Na ja, wir reden hier über teilweise sehr kleine Probengefäße (0,25-1,5 ml). Da ist die Reinigung durchaus ein Problem, weil der Dreck einfach räumlich sehr geschützt ist und der Wasserstrahl nicht ordentlich hin kommt. Außerdem würden die kleinen Dinger im Autoklav, der ja mit Dampfdruck-Stößen arbeitet, durcheinanderfliegen und brechen.
Das sie also schwerer wieder zu sterilisieren sind, war also keinesfalls auf die Temperaturverträglichkeit bezogen, was das betrifft, wäre Glas den meisten Kunststoffen überlegen.

Sehr interessanter Artikel! :)

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Hmm wie gut lassen sich denn die verwendeten Plastiksorten recyceln?
Ich meine irgendwo gelesen zu haben, dass es nun (ganz neu) möglich ist, Kunststoffe in synthetische Öle zu recyceln. Allerdings nur bestimmte Arten von Kunststoffen. Kriege aber gerade nicht raus welche das waren.

Ich denke echtes und gutes recyceln unseres Mülls ist sehr wichtig. Aber ob das so generell und pauschal machbar ist, weiß ich nicht. Dazu steck ich nicht tief genug in der Materie.

Was ich so über Recycling weiß, ist das größte Problem, dass man dafür den Kunststoff erst mal trennen muss, was im Laboralltag auch alles andere als einfach wäre. Ich habe ehrlich gesagt auch keine Ahnung, welche Art von Plastik bei welchen Gefäßen/Spitzen zum Einsatz kommt.
Aber prinzipiell vielleicht keine uninteressante Idee.

Ich fürchte auch, dass ist genau das Problem, das viele auch im Alltag haben. Kunststoff ist nicht gleich Kunststoff. Richtig in den Griff bekommen würde man das vermutlich nur, wenn jeder Hersteller von Kunststoffprodukten diese auch zurücknehmen müsste. Würde aber bedeuten:
Hersteller A hat eine Sammelstelle für Produkte 1/2/3
Hersteller B hat eine Sammelstelle für die gleichen Produkte.

Das würde wenn überhaupt nur klappen, wenn viele Hersteller sich zusammen tun, jedes Produkt auch sichtbar mit dem Kunststofftyp kennzeichnen und zusammen sammeln/recyceln. Das wäre aber ein immenser Aufwand, der sich wirtschaftlich sicher nicht rechnet und auch ökologisch schwierig wär.

Kunststoffe werden mittlerweile doch auch gekennzeichnet also sollte das Thema was ist aus was für die Recycling-Arie doch schon erledigt sein.
Lassen sich die mittlerweile verfügbaren Biokunststoffe nicht einsetzen?

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mit sonnigen Grüßen aus Andalusien

Don Thomas

Nun, man kann selbstverständlich nachschauen, welches Gefäß aus welchem Kunststoff ist. Aber die dann im Laboralltag ständig voneinander zu trennen, halte ich für nicht praktikabel.

Mit Biokunststoffen meinst du jetzt aus biologischen Quellen erzeugte oder biologisch abbaubare? Erstere verbessern ja eigentlich nichts, zweitere wären eine Möglichkeit, wenn man sie thermisch und chemisch stabil genug für den Laborzweck hinkriegen würde. Da sie ja aber per Definition zersetzbar sein müssen, wage ich die ausreichende Stabilität mal zu bezweifen.

Die Trennung erfolgt doch nicht bei euch sondern in den Verwertungsstellen die haben normal Maschinen die nach Markierung aussortieren.

Und ich meinte letztere Gruppe, die Anpassung an eure speziellen Bedürfnisse sollte keine Probleme darstellen nur die Leute der Materialfraktion müssen noch etwas nachlegen.

Andererseits könnte man sicherlich auch das komplette Probenhandling überdenken und an umweltfreundlichere Materialien anpassen das sollte die Materialforschung leisten können und im Zweifelsfall muss sowas halt mal von ganz oben bis ins Detail geplant werden, dafür gebe es sicherlich EU-Mittel ohne Ende.

Und zusätzliche Arbeitsplätze könnte man so ebenfalls schaffen.

Eventuell wäre das sogar ein Thema für eine Universitätsfakultät die in den Bereichen der Materialforschung tätig ist.

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mit sonnigen Grüßen aus Andalusien

Don Thomas

Und die Trennungsanlagen schaffen auch unsere Größen? Die Teile sind ja teilweise extrem klein, unsere typischen Reaktionsgefäße fassen 1,5 ml, das geht aber runter bis 200 µl (0,0002 liter). Dazu die ganzen Pipettenspitzen etc., die auch nicht größer sind. Wenn ja, coole Sache.

In der Materialforschung sehe ich ebenfalls einiges an Problemlösungs-Potential. Müsste halt entsprechend gefördert und angestoßen werden.

Ob die diese Größen schaffen weiß ich nicht mit Sicherheit, aber das ist ein Witz eine solche Anlage an veränderte Bedingungen anzupassen das sind ein paar Ingenieurstunden in ner guten Firma mehr nicht der Rest ist Werkzeug und Maschinenbau.

Arbeitest du in ner privaten Firma, oder in einer Forschungseinrichtung die irgendwo angeschlossen ist?
Falls ersteres der Fall ist müsste man sowas als Forschungprojekt mit einem Förderberater durchsprechen und dann Stück für Stück eintüten dann wird in der Regel das Personal oder das Projekt wenn es in die Förderlandschaft passt fast komplett gefördert.
Falls zweiteres der Fall ist müssen sich mal die zuständigen Personen für sowas zusammensetzen und dann nach selben Muster daran arbeiten.

Und ganz losgelöst davon könnte man das natürlich auch bei einem Maschinenbauer der solche Anlagen fertigt anstoßen und im Idealfall als Gemeinschaftsprojekt (ebenfalls gefördert der eine baut der andere stellt die Zweckforschung zur Verfügung und die Versuchsumgebung).

Die Materialforschung stößt man an einer Uni die mit sowas Hauptsächlich zu tun hat an der Rest erledigt sich dann dort nach einem Auftrag oder einer Projektbeschreibung.

Ist also gar nicht so schwierig man muss nur irgendwo ein paar helle Köpfe sowohl in der Geschäftsführung wie auch beim sonstigen Personal haben dann funzt sowas schön.

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mit sonnigen Grüßen aus Andalusien

Don Thomas

Hast ein paar coole Ideen, werde mal drüber nachdenken.
Ich forsche an einer Uni, und bin leider weder in Materialchemie noch im Maschinenbau besonders bewandert. Muss mal schauen, ob ich bei uns auf der Fakultät jemanden finde, der Polymerchemie macht.

Sehe das ähnlich wie sco, sie sind zwar "markiert" mit einer Ziffer und dem recycle Zeichen. Allerdings werden sie nirgends sortenrein weggeschmissen. Habe noch nie eine Sammelstelle gefunden die nach Kunststoff-sorte gesammelt hat. Geht (wenn überhaupt) alles in "den gelben Sack" (hier in Bayern).
Bei biologisch/chemisch "verunreinigtem" Plastik glaube ich aber auch nicht, dass die richtig sortiert werden (können).

Kann sein, möglicherweise muss der Kram dann sogar verbrannt werden weil es Sondermüll ist, aber das wäre ja dann der Ansatz wo gespart werden kann wenn man es anders macht, weil das kostet richtig Geld.

Deshalb ist es sinnvoll mal über eine Spartenbezogene Verwendung der Materialen nachzudenken und wie ich schon bei sco ausgeführt hatte eventuell mal das Potential der Wissenschaftler ein wenig zu fordern um bessere Alternativen zu erdenken, das geht sicherlich -ohne Mehraufwand- und möglicherweise sogar mit Einsparungen.

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mit sonnigen Grüßen aus Andalusien

Don Thomas

Wie schaut es denn mit Hanf als Rohstoff aus?

Ich weiß leider nicht wie sich das auf Nano- und Microverschmutzungen auswirkt. Aber wie du ja bereits angemerkt hast, haben wir allein was die Microverschmutzung angeht ein großes Problem. Als Privatperson haben wir natürlich auch mit Nanoverschmutzungen gewaltige Probleme. Und zusätzlich noch die Herstellung, welche du ja auch angesprochen hast.

Posted using Partiko iOS

Man muss das Zeug irgendwie steril kriegen, und dann muss es auch noch chemisch und thermisch stabil sein. Stelle ich mir mit Hanf schwierig vor, aber ich bin halt auch kein Materialchemiker.

Das ist in der Tat ein Megaproblem.

Ob du es glaubst oder nicht, aber an der Uni wo ich früher mal gearbeitet habe, gab's einen Arbeitskreis, der seine Falcon und so gespült hat. Auch ein chinesischer Austauschstudent berichtete mir, dass die ihre Materialien bis hin zu Eppis und Spitzen wiederverwerten.

Wir haben für Arbeiten in der Zellkultur immer Glaspipetten verwendet und die dann gespült. Hat prima funktioniert. Ansonsten hat sich Verknappung immer gut ausbezahlt. Je mehr im Schrank liegt, desto mehr verbraucht man. Pack' mal nur die Hälfte rein und die gleiche Arbeit wird mit halb so viel Material erledigt. Ohne Spass, wenn die Leute alles im Überfluss haben, gehen sie auch schlampiger mit allem um.

Und wenn das alles nix hilft muss eben die Plasteraupe her!.

Hoppla, war ja alles gar nicht wahr.

Na dann bleibt nur noch alles zur Sonne zu schießen.

Gruß

Chapper

Danke für dein Kommentar!
Genau das meine ich auch damit, dass jeder bei sich selbst und in seiner Umgebung anfangen muss. Aber auch dann sind unsere Möglichkeiten immer noch limitiert. Vielleicht gibt es auch nicht DIE Lösung, sondern man muss mit vielen Ansätzen zugleich fahren.

Vielleicht wäre auch genau dies eine Zukunfsbranche. Manager für nachhaltiges Forschen. Garnicht so abwegig oder. War dieses Jahr auf Teneriffa und ziemlich schockiert von den kleinen Plasterückstände, die da teilweise angespült werden. Würde fast behaupten sowas gab es vor 10 Jahren nicht.

Gruß

Ich sag's dir ungern, aber wer mal in Asien war, für den ist die Verschmutzung im Euopa-nahen Raum ein Klacks. Wie Strände in Indonesien aussehen, wenn sie nicht quasi täglich gewartet werden... o_O

Und ja, das klingt nach einem zukunftsträchtigen Job.

Ja, das hab ich auch schon gehört.

Es ist wirklich tragisch wie der Planet verdreckt und jeder weiß es und findet es auch nicht gut, aber niemand ist in der Lage etwas zu unternehmen. Es ist fast wie eine Schockstarre.

Schauen wir mal.

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