Plastikmüll im Meer wird immer mehr zu einem Problem. Insbesondere das sogenannte Mikroplastik ist gefährlich – winzige Plastikteile, die im Wasser schwimmen und für alle Teile der Nahrungskette zu einem Problem werden können. Auch im Abwasser findet sich Mikroplastik. Deshalb suchen Forscher weltweit nach Methoden, mit denen die kleinen Plastikteile bekämpft werden können. Ein interessanter Ansatz kommt von der University of Adelaide in Australien. Die Forscher dort wollen den Plastikteilen mit Nanoröhren zu Leibe rücken.


Plastimüll am Strand des indischen Ozeans. By Hajj0 ms (Own work) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons

Nanoröhren gegen Mikroplastik

Das Team rund um Shaobin Wang möchte chemisch veränderte Kohlenstoff-Nanoröhren verwenden, um das Mikroplastik in kleine, harmlose Moleküle zu zersetzen. Das Team entwickelte dazu eine neue Form von spiralförmigen Nanoröhren, die mit Stickstoff und Mangan versetzt sind. Das Mikroplastik reagiert in ihnen mit der stark oxidierenden Substanz Peroxymonosulfat – das Ergebnis sind ungefährliche Moleküle wie Alkohole und Carbonsäuren.

Die Studie der Forscher zeigte, dass der Einsatz der Nanoröhren für Organismen wie Mikroalgen nicht schädlich ist. So gäbe es durch die Nanoröhren neue Möglichkeiten, industrielle Abwässer von Mikroplastik zu befreien.


Magnetische Nanoröhren können wiederverwendet werden

Mikroplastik bildet im Abwasser eine besondere Gefahr, da die kleinen Plastikteile Pestizide und Schwermetalle an sich binden und diese so in die Nahrungskette bringen können. Letztendlich können die Mikroplastikteile so auch Menschen gefährlich werden.

Elemente wie Kobalt können als Katalysatoren verwendet werden, um das Mikroplastik zu zersetzen. Allerdings sind diese Elemente für sich genommen gefährlich für die Umwelt. Das Mangan und der Stickstoff in der Springfederstruktur der von dem Team aus Adelaide entwickelten Kohlenstoff-Nanoröhren dienen als katalytische Zentren und fördern die Oxidation des Plastiks. Dabei bleiben die Röhren selber stabil, sodass das Metall nicht an die Umwelt gelang. Dank des Mangans sind die Röhren außerdem magnetisch und lassen sich so einfach wieder aus dem gereinigten Abwasser entfernen und sogar wiederverwenden.

In einem Versuch konnten die Forscher beobachten, dass sich die Algen im Wasser sogar von den Zersetzungsprodukten des Mikroplastik ernähren konnten. Bisher haben die Forscher jedoch nur Experimente mit Kunststoffen auf Polyethylenbasis durchgeführt. In kommenden Versuchen sollen auch andere Kunststoffarten untersucht werden, um auszuschließen, dass bei ihrem Abbau giftige oder anderweitig schädliche Produkte entstehen.

Ein weiterer Nachteil, der die Reinigung von Abwasser mit der Methode erschweren könnte, ist der Energiebedarf. Denn die effektive Oxidation von Mikroplastik findet aktuell nur bei Temperaturen von mehr als 100 Grad Celsius statt.

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