Mikroben machen aus Plastik neue Wertstoffe
Es gibt verschiedene Methoden, gebrauchtes Plastik sinnvoll zu verwerten. Ein weiterer Ansatz ist der Einsatz von Mikroben, Pilzen und Enzymen: Sie bauen Kunststoff nicht nur ab, sondern verwandeln ihn in nützliche Produkte – bis hin zu Medikamenten.
Kunststoff ist eines der wichtigsten Materialien unserer Zeit – und dank seiner Recyclingfähigkeit ein zentraler Bestandteil der Kreislaufwirtschaft. Nun eröffnet sich ein neuer Ansatz: Das aus dem Abbau organischer Abfälle bekannte Bio-Recycling lässt sich auch auf Kunststoff anwenden. Es könnte herkömmliche Recyclingmethoden ergänzen und dazu beitragen, in die Umwelt gelangte Plastikabfälle gezielt abzubauen.
Die Bio-Recycler der Zukunft?
Es wurden Turbo-Enzyme, Power-Pilze und Super-Bakterien entdeckt, die Kunststoffe zersetzen. Ein Beispiel ist „Ideonella sakaiensis“, ein Bakterium, das PET mit Hilfe der Enzyme PETase und MHETase in seine Grundbausteine zerlegt. Durch gezielte Auswahl und Optimierung geeigneter Enzyme lassen sich Varianten einsetzen, die den Plastikabbau deutlich beschleunigen.
Auch Pilze wie „Parengyodontium album“ oder Bakterien namens „Pseudomonas stutzeri“ zeigen beeindruckende Abbauleistungen – selbst bei bislang schwer recycelbaren Kunststoffarten. Die Befunde verdeutlichen: Bio-Recycling ermöglicht die effiziente Verwertung von Plastikabfällen und könnte zu einer wichtigen ergänzenden Strategie im Umgang mit Kunststoff werden.
Vom Plastik zum Medikament
Ein besonders bemerkenswerter Ansatz stammt von Forschern der University of Edinburgh. Sie entwickelten gentechnisch veränderte E. coli-Bakterien, die PET in Paracetamol, ein alltägliches Schmerz- und Fiebermittel, umwandeln können. Der gesamte Prozess erfolgt bei Raumtemperatur und erzeugt nahezu keine CO2-Emissionen – eine umweltfreundliche Alternative zur herkömmlichen Paracetamol-Produktion.
Solche Beispiele zeigen, dass sich Plastik nicht nur abbauen, sondern auch in wertvolle Rohstoffe transformieren lässt – sauber, nachhaltig und innovativ. Selbst neue mikrobielle Gemeinschaften können sich durch Plastik entwickeln.
Wenn Plastik zur Bio-Plattform wird
Auf den Oberflächen von Kunststoffpartikeln entstehen sogenannte „Plastisphären“ – winzige, vom Menschen geschaffene mikrobielle Lebensräume. Hier siedeln sich Bakterien, Pilze und sogar kleine Krebstiere an. Mikroben bilden komplexe Strukturen und entwickeln Stoffwechselprozesse, um Plastik gezielt abzubauen. Gleichzeitig schaffen die Partikel für Insekten und Kleintiere neue Habitate in bisher unbewohnbaren Bereichen der Meere.
Plastisphären eröffnen Einblicke in Verwertungsprozesse und deren Potenzial für industrielles Recycling. Nicht nur im Meer. Beispielsweise sucht das führende Schweizer Forschungsinstitut für terrestrische Umweltsysteme WSL in kalten Regionen wie den Alpen und der Arktis nach Bakterien und Pilzen, die Plastik abbauen können. Entdeckt wurde eine überraschend große Vielfalt an Mikroorganismen, die ebenfalls an den Oberflächen von Kunststoffen leben. Dabei neu gefundene, kälteangepasste Bakterien und Pilze können biologisch abbaubare Kunststoffe schon bei 15°C verdauen – deutlich unter den üblichen Zersetzungstemperaturen von 30°C, was weniger Energie verbraucht.
Vom Plastikmüll zur wertvollen Ressource
Auch Projekte wie das EU-geförderte RECOVER-Projekt kombinieren Mikroorganismen, Enzyme, Regenwürmer und Insekten, um Plastik nicht nur abzubauen, sondern in wertvolle Rohstoffe zu verwandeln. So könnten Kunststoffe zersetzt und in nutzbare Biomasse transformiert werden.
Biologisches Recycling von Kunststoff kann eine wertvolle Ergänzung in der Kreislaufwirtschaft sein. Zudem könnten noch unentdeckte Mikroorganismen und Biokatalysatoren künftig neue Wege eröffnen, Plastik effizient zu verwerten.
Diese Methode darf jedoch nicht dazu führen, dass gebrauchtes Plastik achtlos in die Umwelt gelangt. Ziel ist es, Kunststoff im Kreislauf zu halten. Dass Mikroben, Pilze und Enzyme Kunststoff zersetzen und in wertvolle Bausteine umwandeln, bietet einen neuen Ansatz in der Materialrückführung – der auch hilft, bereits in der Umwelt befindlichen Plastikmüll zu reduzieren. Bio-Recycling macht dort Sinn, wo herkömmliche Recyclingmethoden an ihre Grenzen stoßen und Plastik bislang ungenutzt verloren geht.
Bei „Plastic is Fantastic“ geht es um die Beziehung zwischen dem Menschen und einem der elementarsten Bausteine der Zivilisation: Kunststoff. Die Initiative will mit sachlichen Beiträgen die Wertschätzung erreichen, die dem vielseitigen Material angemessen ist.
Mehr Informationen zu Plastic is Fantastic finden Sie hier: https://www.plasticisfantastic.info/de
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- Enzyme (Wikipedia)
Ein Enzym, auch Ferment genannt, ist ein Stoff, der aus biologischen Großmolekülen besteht und als Katalysator bestimmte chemische Reaktionen beschleunigen kann. Die katalysierte Reaktion kann zwar prinzipiell auch ohne das jeweilige Enzym ablaufen, doch sehr viel langsamer. Die meisten Enzyme sind Proteine; gebildet werden sie in der Zelle wie die meisten anderen Proteine über die Proteinbiosynthese an den Ribosomen, auch die nichtribosomalen Peptidsynthetasen. Ausnahmen hiervon sind Nukleinsäuren mit katalytischer Aktivität, so natürlich vorkommende RNA wie snRNA als Ribozym oder künstlich hergestellte katalytisch aktive DNA (Desoxyribozym). Enzyme haben wichtige Funktionen im Stoffwechsel von Organismen. Mit der enzymatischen Katalyse regulieren Zellen den Energiefluss und Umsatz über die von ihnen bevorzugten Stoffwechselwege. Enzyme steuern den überwiegenden Teil biochemischer Reaktionen – von der Transkription (RNA-Polymerase) und der Replikation (DNA-Polymerase) der Erbinformationen bis hin zur Verdauung. - Kreislaufwirtschaft (Wikipedia)
Eine Kreislaufwirtschaft (englisch circular economy) ist ein regeneratives System, in dem Ressourceneinsatz und Abfallproduktion, Emissionen und Energieverschwendung durch das Verlangsamen, Verringern und Schließen von Energie- und Materialkreisläufen minimiert werden; dies kann durch langlebige Konstruktion, Instandhaltung, Reparatur, Wiederverwendung, Remanufacturing, Refurbishing und Recycling erzielt werden. Das Konzept der Kreislaufwirtschaft spielt auch bei der Verbundproduktion eine zentrale Rolle. Die Kreislaufwirtschaft zielt auf die Ersetzung des traditionellen linearen Wirtschaftsmodells – das Modell der Entnahme, Herstellung und Entsorgung – durch ein regeneratives System. Sie strebt eine nachhaltige Nutzung von Ressourcen an. Sie wird oft als Lösung für große Umweltprobleme wie Ressourcenknappheit, Umweltverschmutzung und Verlust der Biodiversität vorgeschlagen. Die Kreislaufwirtschaft wird gelegentlich mit Recycling verwechselt, geht jedoch weit über das Recycling hinaus; Recycling ist zumeist lediglich das Mittel letzter Wahl zur Etablierung einer Kreislaufwirtschaft. Das Gegenteil zur Kreislaufwirtschaft wird zumeist Linearwirtschaft (auch „Wegwerfwirtschaft“) genannt. Dabei wird ein Großteil der eingesetzten Rohstoffe nach der jeweiligen Nutzungsdauer der Produkte deponiert oder verbrannt; nur ein geringer Anteil wird einer Wiederverwendung zugeführt. - Kunststoff (Wikipedia)
Als Kunststoff, auch Plastik beziehungsweise regional Plaste oder Plast, werden Werkstoffe bezeichnet, die hauptsächlich aus Makromolekülen bestehen. Wichtige Merkmale von Kunststoffen sind ihre technischen Eigenschaften, wie Formbarkeit, Härte, Elastizität, Bruchfestigkeit, Temperatur-, Wärmeformbeständigkeit und chemische Beständigkeit, die sich durch die Wahl der Makromoleküle, Herstellungsverfahren und in der Regel durch Beimischung von Additiven in weiten Grenzen variieren lassen. Kunststoffe werden bezüglich ihrer physikalischen Eigenschaften in drei großen Gruppen unterteilt: Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere. Die ISO 1043 legt für eine große Anzahl von Kunststoffen Kurzzeichen fest. Kunststoffe werden zu Formteilen, Halbzeugen, Fasern oder Folien weiterverarbeitet. Sie dienen als Verpackungsmaterialien, Textilfasern, Wärmedämmung, Rohre, Bodenbeläge, Bestandteile von Lacken und Klebstoffen, Waschmitteln und Kosmetika, als Material für Sportgeräte und Spielzeug, in der Elektrotechnik für Isolierungen, Leiterplatten, Gehäuse, im Fahrzeugbau für Reifen, Polsterungen, Armaturenbretter, Benzintanks und vieles mehr. Die jeweiligen Makromoleküle eines Kunststoffes sind Polymere und daher aus wiederholenden Grundeinheiten aufgebaut. Die Größe der Makromoleküle eines Polymers variiert zwischen einigen tausend bis über eine Million Grundeinheiten. Beispielsweise besteht das Polymer Polypropylen (Kurzzeichen PP) aus sich vielfach wiederholenden Propyleneinheiten. Die Polymere können unverzweigte, verzweigte oder vernetzte Moleküle sein. Die Polymere können aus Naturstoffen gewonnen oder rein synthetisch sein. Synthetische Polymere werden durch Kettenpolymerisation, Polyaddition oder Polykondensation aus Monomeren oder Prepolymeren erzeugt. Halbsynthetische Kunststoffe entstehen durch die Modifikation natürlicher Polymere (vorwiegend Zellulose zu Zelluloid), während andere bio-basierte Kunststoffe wie Polymilchsäure oder Polyhydroxybuttersäure durch die Fermentation von Zucker oder Stärke hergestellt werden. Zwischen 1950 und 2015 wurden weltweit rund 8,3 Mrd. Tonnen Kunststoff hergestellt – das ergibt etwa eine Tonne pro Kopf der Weltbevölkerung. Die Hälfte … - Mikroben (Wikipedia)
Ein Mikroorganismus, auch Mikrobe genannt, ist ein mikroskopisch kleines Lebewesen (Organismus), das als Einzelwesen nicht mit bloßem Auge erkennbar ist. Die meisten Mikroorganismen sind Einzeller, zu ihnen zählen jedoch auch wenigzellige Lebewesen (Pilze, Algen) entsprechender Größe. Solche Lebewesen unterscheiden sich vom übrigen Tier- und Pflanzenreich lediglich in ihrer Größe und sind Gegenstand der Mikrobiologie. Sie bilden im System der Lebewesen aber keine einheitliche Gruppe. Zu den Mikroorganismen zählen Bakterien (z. B. Milchsäurebakterien), viele Pilze (z. B. Backhefe), mikroskopische Algen (z. B. Chlorellen) sowie Protozoen (z. B. Pantoffeltierchen und der Malaria-Erreger Plasmodium). Es ist umstritten, ob auch Viren zu den Mikroorganismen gerechnet werden sollen. Überwiegend werden sie nicht als Lebewesen und daher auch nicht als Mikroorganismen angesehen. Dennoch wird die Virenforschung (Virologie) als ein Teilgebiet der Mikrobiologie betrachtet. Mikroorganismen sind im Allgemeinen wichtig für den Stoffkreislauf: Einerseits bilden sie als Produzenten (z. B. Mikroalgen, Cyanobakterien) die Grundlage vieler Nahrungsketten, andererseits bauen sie als Zersetzer (Destruenten) organische Materie zu anorganischen Stoffen ab. Einige Mikroorganismen haben für Menschen eine besondere Bedeutung: für die Ernährung, für erwünschte Stoffumwandlungen (beispielsweise Antibiotika-Produzenten), als Parasiten und als Erreger von Infektionskrankheiten. - Pilze (Wikipedia)
Die Pilze (Fungi) sind ein Reich eukaryotischer Lebewesen. Sie sind wie die Pflanzen (Plantae), zu denen sie lange gerechnet wurden, sesshaft, können jedoch keine Photosynthese betreiben. Daher müssen sie sich wie Tiere (Animalia) durch die Aufnahme organischer Substanzen ernähren (Heterotrophie), die sie jedoch in gelöster Form aus der Umgebung aufnehmen. Nach heutiger Kenntnis sind die Pilze näher mit den Tieren als mit den Pflanzen verwandt. Zu ihnen gehören vor allem Vielzeller wie die Ständerpilze, aber auch Einzeller wie die Backhefe sowie coenocytische Formen mit vielen Zellkernen, aber ohne zellige Untergliederung. Die Wissenschaft, die sich mit Pilzen beschäftigt, nennt man Mykologie. Rund 120.000 Pilzenarten sind Stand 2017 bekannt bzw. wissenschaftlich anerkannt. Die Forschung geht von 1,5 Millionen bis 3,8 Millionen existierenden Pilzarten aus. - plastik (Wikipedia)
Plastik steht für: Plastik, das, umgangssprachlich für Kunststoff beziehungsweise Polymere Plastik (Kunst), die, ein bildhauerisches Werk Plastische Chirurgie #Plastik, die, die operative Formung von Organen oder Gewebeteilen Plastik (Album), ein Musikalbum von Oomph! aus dem Jahre 1999 Siehe auch: Plastic
