Problem Kunststoffmüll.

Noch in den letzten Jahrzehnten des vergangenen Jahrhunderts schienen Kunststoffe als die Lösung in der Werkstoffbranche. Doch heute sind erstens die Erdölvorräte fast am Ende und zweitens werden Plastikabfälle zum extremen Umweltproblem, besonders auch in den Ozeanen. Aber es gibt Alternativen.

Was sind Kunststoffe?
  • Begriff → Kunststoffe sind künstliche makromolekulare Stoffe, die entweder auf Erdölbasis oder aus nachwachsenden Rohstoffen erzeugt werden können; auch als Plaste bzw. Elaste bezeichnet
  • elementare Zusammensetzung → die Grundketten der Makromoleküle bestehen meist aus Kohlenstoffatomen, Silikone enthalten auch Siliciumatome; außerdem findet man meist das Element Wasserstoff, ferner auch manchmal Stickstoff-, Schwefel- oder Chloratome
  • Werkstoffgruppen der Kunststoffe → sind ...
    • Thermoplaste → lassen sich durch Wärme wieder verformen; sind meist recyclingfähig und auch guter Mehrweg-Einsatz möglich; überwiegend unverzweigt kettenförmige Makromoleküle
      einige davon eignen sich als Chemiefasern
    • Duroplaste → lassen sich durch Wärme nicht wieder verformen [können nur einmal in eine Form gebracht werden]; sind oft nicht recyclingfähig [Mehrwegverwendung möglich]; stark verzweigte Makromoleküle [dadurch meist größere Stabilität als Thermoplaste]
      einige davon eignen sich als Chemiefasern
    • Elastomere → lassen sich durch Krafteinwirkung dehnen und gehen dann wieder in ihre Ausgangslage zurück; meist nicht recyclingfähig [Mehrwegverwendung möglich]
  • Vorteile von Kunststoffen → leicht, korrosionsbeständig, glatte Oberfläche, leicht formbar, leicht färbbar, leichte Verarbeitung etc.; einige sind leicht recycelbar
    Kunststoffe, die aus Naturstoffen (z.B. Stärke) gewonnen wurden, sind umweltfreundlich und gut abbaubar
  • Nachteile von Kunststoffen → viel Erdöl nötig [2 t Erdöl für 1 t Kunststoff]; einige sind gesundheitlich erheblich bedenklich; manche enthalten krebserregende Weichmacher; Kunststoffmüll belastet die Umwelt und schädigt Meeresbewohner
    Kunststoffe auf Erdölbasis kaum biologisch abbaubar [Umweltschäden]; manche sind wenig kratzfest oder lösen sich in organischen Lösungsmitteln oder laden sich elektrostatisch auf etc.
  • Identifizieren einiger Kunststoffe↓
    Thema Dateien
    Kunststoffe identifizieren
    A4-Dokument quer [Dokument im PDF-Format. Tabellarische Übersicht mit Kunststoffeigenschaften, die eine Identifizierung experimentell ermöglichen.]
Beispiel Polyethen [Polyethylen]
  • einige Eigenschaften von Polyethen [Polyethylen] ↓
    • Eigenschaften allgemein → mechanisch fest, korrosionsbeständig, recyclingfähig, recht chemikalienbeständig, physiologisch unbedenklich, elektrisch isolierend, wachsartig anfühlend, schwimmt in Wasser, beständig gegenüber Säuren, Laugen und vielen organischen Lösungsmitteln
    • beim Erhitzen → siedet, ohne zu verkohlen
    • Brennbarkeit → brennt tropfend [auch außerhalb der Flamme] mit wachsartigem Geruch [bei der Verbrennung stehen überwiegend Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf, teilweise Kohlenstoffmonooxid und Ruß (Kohlenstoff)]
  • Kürzel allgemein → PE
  • LD-PE, LDPE → low density“ [geringe Dichte, stark verzweigte Polymerketten]; Hochdruckverfahren
    bis 350 MPa (3500 bar)
    ; Weich-PE; für Folien, Müllsäcke, Folienzelte, Kabelisolierungen ...
  • HD-PE, HDPE → high density“ [hohe Dichte, wenig verzweigte Polymerketten]; Niederdruckverfahren
    ca. 0,5 MPa (50 bar)
    ; Hart-PE; für Rohre, Formteile, Flaschen, Eimer ...
  • Herstellung → durch Polymerisation von Ethen [mit Hilfe von Katalysatoren], welches aus Erdöl bzw. Erdgas gewonnen werden kann
  • Grundprinzip der Polymerisation ↓
    Die Polymerisation. Viele kleine Moleküle mit Doppelbindungen werden unter deren Aufspaltung aneinander gelagert. So entstehen Makromoleküle [Polymere]. Die Kunststoffe sind häufig Thermoplaste [lassen sich unter Hitze wieder verformen]. Viele davon kann man auch recyceln.
    Hinweis: Es gibt auch noch andere Reaktionen zur Bildung von Kunststoffen. Die Produkte sind dann aber meist Duroplaste.
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  • Reaktionsgleichung für die Polymerisation von Ethen ↓
    Die Polymerisation von Ethen zu Polyethen [Polyethylen]. Oben ausführliche, unten rationelle Schreibweise.
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  • Vorteile von PE → leicht, recycelbar, gesundheitlich unbedenklich, Weichmacher theoretisch nicht nötig [siehe LDPE] durch gezielte Druckwahl bei Herstellung
  • Nachteile von PE → Erdöl muss eingesetzt werden; PE-Müll verunreinigt die Umwelt, da es bis zu 500 Jahre dauert, dass der Stoff abgebaut wird, Meerestiere sterben an verschluckten Müllteilchen
Plastiktüten - eine Erfolgsgeschichte?
  • Hintergrund ↓
    Plastiktüte Historisches
    Nahrungspyramide Seit 1960 gibt es Plastiktüten. Sie sind leicht, reißfest, wasserdicht und das finden alle gut. Weiß, grün, gelb oder blau, dick oder dünn, groß oder klein - alles ist möglich. So weit, so gut. Und es mag sicher wirklich Einsatzgebiete geben, wo sie derzeit unersetzlich sind. Doch oft ist das anders.
  • jährliche Produktion weltweit → 600 Milliarden Plastiktüten
  • Einsatzgebiete von Kunststoffen im Handel → Plastiktüten, -behälter oder -folien
  • Ende einer Plastiktüte → wenn sie nicht mehr gebraucht wird, wirft man sie oft einfach weg
  • Erdöl-Einsatz → eine Plastiktüte wiegt ca. 30 Gramm, man benötigt für sie 80 mL Erdöl;
    das sind also etwa 48 Milliarden Liter Erdöl für alle 600 Milliarden Tüten auf der Welt im Jahr
  • Plastiktüten-Verbrauch bei uns → 65 Plastiktüten pro Jahr in Deutschland [dafür sind 5,2 L Erdöl nötig]
  • Plastiktüten-Verbrauch anderswo [Spitzenreiter] → Australien 160 Tüten [13,7 L Erdöl], Großbritannien 290 [23,2 L Erdöl], USA 300 Tüten [24 L Erdöl] pro Mensch und Jahr
  • Weltproduktion → 50.000 Tonnen Kunststoff werden zu 600 Milliarden Tüten verarbeitet; neben Erdöl nicht zu vergessen Strom, Wasser, Farben, Weichmacher, Lösungsmittel u.v.a.;
    gesamte Kunststoff-Produktion auf der Welt 240 Millionen Tonnen Kunststoffe jährlich
  • Kohlenstoffdioxid-Emission für eine Tüte → bei Herstellung von 1 Plastiktüte kommen 92 Gramm CO2 aus dem Fabrikschornstein
  • Kohlenstoffdioxid-Emission Deutschland → für die jährlich 5,3 Milliarden Tüten werden 478.000 Tonnen CO2 allein in Deutschland emittiert, die zum Treibhauseffekt beitragen
  • Nutzungsdauer Plastiktüte → in Deutschland gerade einmal 30 Minuten [und dann wird sie weggeworfen]
  • überall Müll → und so landet Plastikmüll überall, z.B. in Wäldern, Flüssen und Meeren
  • Tipp → vergleiche auch unsere Seite Plastikmüll auf www.eineweltladen.info in etwas ausführlicherer Form
Immer mehr Plastik, immer mehr Plastikmüll
  • Problem Plastikflaschen → Plastikflaschen sind [trotz Pfand] zum erheblichen Problem geworden. 1950 gab es noch keine Plastikflaschen, 1997 3 Milliarden Tonnen, 2003 13 Milliarden und 2010 bereits 28 Milliarden Tonnen Plastikflaschen. Viele davon landen im Meer. Durch den weltweiten Plastikabfall entstanden Milliarden von Plastikpartikeln, verteilt über alle Meere. Das Verhältnis von Plastik zu Plankton beträgt mittlerweile ca. 60:1. Die Fische halten die Teilchen für Plankton, fressen sie und sterben mit vollem Plastikbauch. [Quelle: de.hessnatur.com]
  • Problem Plastikmüll → Jährlich werden weltweit 240 Millionen Tonnen Kunststoffe produziert. Die Plastikmenge, die bislang je produziert wurde, würde ausreichen, um den Erdball sechs Mal total einzupacken.
  • Viele Generationen lang → Damit sich eine weggeworfene Plastiktüte oder Plastikflasche zersetzt hat, müssen teilweise 450 bis 500 Jahre vergehen.
  • Giftstoffe → Zudem geben viele Kunststoffe in den Verpackungen Gifte an den Inhalt ab. So gelangen Gifte in unseren Körper. Typischer Fall ist Kunststoffspielzeug mit Weichmachern in den Händen oder Mündern kleiner Kinder oder auch Plaste-Inhaltsstoffe im Mineralwasser aus Kunststoffflaschen.
  • Mikroplastik in unserer Nahrung "Pure Natur" sind Peelings, Anti-Aging-Produkte oder peelende Zahncremes oft nur scheinbar. Schaue einmal auf die Inhaltsstoffe vieler Kosmetika, denn da ist von Natur oft keine Spur. Mit Sicherheit steckt auch dort Plastik drin, z.B. Polyethen [Polyethylen] in Form mikroskopisch kleiner Kügelchen oder Kristalle. Wasseraufbereitungsanlagen bekommen diese meist nicht heraus. So landen sie in Gewässern und damit in der Nahrungskette. In Milch, Honig, Trinkwasser etc. nehmen wir sie nachweislich wieder auf und keiner weiß wirklich, welche Langzeitfolgen der Kunststoff-Genuss hat.
Müll und Meere
  • Viele Generationen lang → Damit sich eine weggeworfene Plastiktüte oder Plastikflasche zersetzt hat, müssen teilweise 450 bis 500 Jahre vergehen.
  • Wie lange bleibt der Abfall im Meer? → Abbauzeiten für Müll im Meer [geschätzt] bis zu ....
    Material Abbauzeit Material Abbauzeit
    Milchkarton 3 Monate Apfelkerngehäuse 2 Monate
    Pappkarton 2 Monate Zigarettenkippen 5 Jahre
    Baumwollsocken 5 Jahre Sperrholz 3 Jahre
    Zeitung 6 Wochen Papiertaschentuch 3 Wochen
    Baumwollhemd 5 Monate Styropor-Becher 50 Jahre
    Konservendose 50 Jahre Alu-Getränkedose 200 Jahre
    Milchkarton 3 Monate Apfelkerngehäuse 2 Monate
    Plastik-Tüte 20 Jahre Plastik-Tragetasche 150 Jahre
    Plastik-Flasche 450 Jahre Sixpack-Trageringe 400 Jahre
    Plastikteile allgemein 500 Jahre Einweg-Windel 450 Jahre
    Angelschnur 600 Jahre Glasflasche unbestimmt
    Quelle: National Oceanic and Atmospheric Administration der USA [NOAA]
  • Plastikmüll im Meer → pro Jahr landen von dem ganzen Plastikmüll auf der Erde ca. 6,4 Millionen Tonnen im Meer; so haben sich u.a. 5 große Müllstrudel gebildet [die größte Müllinsel im Nordpazifik ist so groß wie Mitteleuropa und es schwimmen darin ca. 100.000 Tonnen Plastik]
  • häufige Größe der Plastikteile → kleinste Partikel [Pellets]
  • Plastikmüll am Strand → viele Strände haben schon 10% Plastikpellets im Sand, die man nie heraus bekommt
  • Meerestiere → Seevögel, Seelöwen, Fische und Wale verwechseln die Kunststoffteile mit Beute und fressen den Müll - sie haben das Gefühl, dass der Magen voll sei [in Wirklichkeit kann der Körper davon nichts verwerten und sie sterben daran jämmerlich]
  • Gefangen → andere wiederum verfangen sich in Kunststoffteilen oder Chemiefasern und gehen so zu Grunde - allein vor Australien sterben so jährlich 100.000 Meerestiere
  • Giftfutter → durch gefressene Kunststoffteile landen viele Gifte [z.B. Weichmacher] in der Nahrungskette [essen wir den Fisch, kann es zu Gesundheitsschäden, langfristig zu Krebs kommen]
  • Fazit → Immer neue Plastiktüten brauchen immer mehr Erdöl, verschwenden Energie, bringen vielen Tieren den Tod und machen Menschen krank
  • Gegen Kunststoffmüll → einige Länder haben daher Plastiktüten verboten [z.B. China] bzw. drohen deftige Geld- oder Haftstrafen [z.B. Mexiko, Indien]
  • wichtiger Hinweis → Informationen zu Gefahrstoffen, Gefahrgütern und Gefahrensymbolen findest Du hier im Homepageteil Chemie.
Alternativen
  • statt Plastiktüten und Plastiktragetaschen→ nutzt man besser ...
    • Taschen aus Stoff oder Leder [denn die kann man in der Regel ewig benutzen]
    • Stoffbeutel aus Naturmaterialien [z.B. Jute, Leinen], denn das Material ist lange haltbar und lässt sich notfalls recyceln oder kompostieren
    • Tüten aus Recyclingpapier
    • wiederverwendbares Verpackungsmaterial aus Altpapier oder Altpappe
    • kompostierbares Verpackungsmaterial aus Maisstärke
    • abbaubare Folien aus Reis- oder Maisstärke
    • Papier aus schnell nachwachsenden Pflanzen [z.B. Bananenblättern] statt aus Holz
    • ... und manchmal ist eine Verpackung sowieso überflüssig [und das kann man als Kunde auch beim Einkauf entscheiden, ob man zigfach-verpacktes Obst aus Übersee nimmt oder unverpackte Bio-Ware aus der Region]
  • Afrika macht es vor → Im kleinen Land Ruanda sind seit mehreren Jahren Plastiktüten gänzlich verboten. Daher gilt die Hauptstadt Kigali als die wohl sauberste Stadt in Afrika. Sogar die Einfuhr von Plastiktüten wird am Flughafen überprüft (wie anderswo der Drogenschmuggel). Alles muss am Flughafen umgefüllt werden, z.B. in Jutebeutel. Den Papiertütenhändlern in Ruanda gefällt's.
Mehrweg ist in!
  • Hintergrund → Kunststoffe lassen sich auch in vielen Bereichen ersetzen, beispielsweise durch Mehrwegmaterialien bzw. können wenigstens [mehrfach] recycelt werden.
  • Getränkeflaschen → Einwegflaschen sind trotz Pfand bedenklich, da sie oft weggeworfen werden.; zudem erfordern auch sie ständig Erdöl und liefern bei der Herstellung CO2 - Mehrwegflaschen aus Glas sind die bessere Alternative für Umwelt und Klima
  • Glas → ist zwar nicht abbaubar, lässt sich aber mehrfach verwenden und beliebig oft wieder einschmelzen
  • Joghurt, Milch und Co. → Mehrwegprinzip gilt nicht nur für Getränke, sondern z.B. auch für Milchprodukte wie Joghurt oder Quark, sowie für Milchflaschen aus Glas als Alternative zum Tetrapack
  • Kosmetika, Reinigungsmittel → auf Glas-Gefäße zurückgreifen, denn auch Einweg-Glasflaschen kann man wieder verwenden, indem man sie einschmilzt [als ab damit in den Altglas-Container]
  • Mach mit! → Du selbst entscheidest beim Einkauf, ob unsere Umwelt geschont wird oder nicht. Und Du kannst auch grundsätzlich überlegen, wo Du selbst Kunststoffe einsparen oder ersetzen kannst.
  • Mehrweg- und Recycling-Symbole ↓
    Symbole Erläuterung
    aNahrungspyramidebNahrungspyramidec Nahrungspyramide
    • a → Wertstoff-Recycling
    • b → Grüner Punkt [für die gelbe Tonne bzw. in den gelben Sack]
    • c → Pfandflasche/-glas [Mehrweg-Verpackung]
Kunststoff-Recycling
  • Recycling-Kunststoffe → Und wenn der Kunststoff nun schon einmal da ist: Man kann ihn recyceln und Blumentöpfe, Mülltonnen oder Dachrinnen daraus machen.
  • Kunststoff-Recycling → Daher gehören Kunststoffe in die Wertstofftonne [Gelbe Tonne oder Gelber Sack] und nicht in den Restmüll.
  • Recycling Symbole ↓
    An den Symbolen kannst Du erkennen, um welchen Kunststoff es sich handelt ...

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Hinweise und einige Fachbegriffe
  • Doppelbindung → Elektronenpaarbindung [Atombindung] bestehend aus zwei gemeinsamen Elektronenpaaren zwischen zwei Atomen
  • Elektronenpaarbindung [Atombindung] → Art der chemischen Bindung in Molekülen; beruht auf Anziehungskräften zwischen einem gemeinsamen Elektronenpaar und den positiv geladenen Atomkernen der beiden beteiligten Atome
  • Molekül → zusammengesetztes Teilchen, das aus mindestens 2 Atomen besteht, die durch Elektronenpaarbindung [Atombindung] miteinander verbunden sind
  • Makromolekül → Riesenmolekül aus sehr vielen [oft unzählig vielen] Atomen, die Atombindungen verbunden sind; es gibt künstliche makromolekulare Stoffe [z.B. Polyethen] und natürliche makromolekulare Stoffe [z.B. Stärke, Cellulose]
  • Polymer → Stoff, der aus Makromolekülen besteht
  • Katalysator → Stoff, der eine chemische Reaktion beschleunigt, ohne selbst verbraucht zu werden [liegt nach der Reaktion wieder unverändert vor]; senkt die Aktivierungsenergie
  • Aktivierungsenergie → Energie, die nötig ist, um eine chemische Reaktion in Gang zu setzen [Teilchen der Ausgangsstoffe werden in aktivierten Zustand versetzt]
Quellenangaben
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Hinweise

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