Forscher haben eine unerwartet hohe Zahl potenziell besorgniserregender Chemikalien gefunden, die absichtlich in alltäglichen Kunststoffprodukten verwendet werden.

Mangelnde Transparenz schränkt den Umgang mit diesen Chemikalien ein.

Plastik ist praktisch, billig und unglaublich beliebt. Jährlich werden weltweit mehr als 350 Millionen Tonnen (rund 386 Millionen US-Tonnen) produziert. Diese Kunststoffe enthalten eine Vielzahl von Chemikalien, die während ihres Lebenszyklus freigesetzt werden können – einschließlich Substanzen, die ein erhebliches Risiko für Mensch und Umwelt darstellen. Allerdings ist nur ein kleiner Teil der in Kunststoff enthaltenen Chemikalien öffentlich bekannt oder umfassend untersucht.

Ein Forscherteam um Stefanie Hellweg, Professorin für Ökologisches Systemdesign an der ETH Zürich, hat erstmals eine umfassende Datenbank zu Kunststoffmonomeren, Additiven und Verarbeitungshilfsstoffen für den Einsatz bei der Herstellung und Verarbeitung von Kunststoffen auf dem Weltmarkt erstellt. Die Forscher haben sie zudem systematisch nach Nutzungsmustern und Gefährdungspotenzialen kategorisiert.

Die Studie in Umweltwissenschaft & Technologie bietet einen aufschlussreichen, aber besorgniserregenden Einblick in die Welt der Chemikalien, die Kunststoffen absichtlich zugesetzt werden.

Das Team identifizierte rund 10,500 Chemikalien in Plastik. Viele werden verwendet in Verpackung (2,489), Textilien (2,429) und Lebensmittelkontaktanwendungen (2,109); einige sind für Spielzeug (522) und medizinische Geräte, einschließlich Masken (247), bestimmt.

Von den 10,500 identifizierten Stoffen kategorisierten die Forscher 2,480 Stoffe (24 %) als potenziell besorgniserregende Stoffe.

„Das bedeutet, dass fast ein Viertel aller in Plastik verwendeten Chemikalien entweder hochstabil sind, sich in Organismen anreichern oder giftig sind. Diese Stoffe sind oft giftig für Wasserlebewesen, verursachen Krebs oder schädigen bestimmte Organe“, erklärt Helene Wiesinger, Doktorandin am Lehrstuhl für Ökologisches Systemdesign und Erstautorin der Studie. Etwa die Hälfte davon sind Chemikalien mit hohem Produktionsvolumen in der EU oder den USA.

„Besonders auffällig ist, dass viele der fragwürdigen Substanzen kaum geregelt oder mehrdeutig beschrieben“, so Wiesinger weiter. Tatsächlich sind 53 % aller potenziell besorgniserregenden Stoffe in den USA, der EU oder Japan nicht reguliert. Überraschenderweise sind in diesen Regionen 901 gefährliche Stoffe für die Verwendung in Kunststoffen mit Lebensmittelkontakt zugelassen. Schließlich fehlen für etwa 10 % der identifizierten potenziell besorgniserregenden Stoffe wissenschaftliche Studien.

Kunststoffe bestehen aus organischen Polymeren, die aus sich wiederholenden Monomereinheiten aufgebaut sind. Eine Vielzahl von Additiven, wie Antioxidantien, Weichmacher und Flammschutzmittel, verleihen der Polymermatrix die gewünschten Eigenschaften. Katalysatoren, Lösungsmittel und andere Chemikalien werden auch als Verarbeitungshilfsmittel in der Produktion verwendet.

„Bisher haben sich Forschung, Industrie und Regulierungsbehörden hauptsächlich auf eine begrenzte Anzahl gefährlicher Chemikalien konzentriert, die bekanntermaßen in Kunststoffen enthalten sind“, sagt Wiesinger. Kunststoffverpackungen gelten heute als Hauptquelle organischer Verunreinigungen in Lebensmitteln, während Phthalat-Weichmacher und bromierte Flammschutzmittel im Hausstaub und in der Raumluft nachweisbar sind. Frühere Studien haben bereits gezeigt, dass weltweit deutlich mehr Kunststoffchemikalien potenziell gefährlich sind.

Dennoch waren die Ergebnisse der Bestandsaufnahme für die Forscher eine unangenehme Überraschung. „Die unerwartet hohe Zahl potenziell besorgniserregender Stoffe ist besorgniserregend“, sagt Zhanyun Wang, leitender Wissenschaftler in Hellwegs Gruppe. Die Exposition gegenüber solchen Stoffen kann sich negativ auf die Gesundheit von Verbrauchern und Arbeitnehmern sowie auf verschmutzte Ökosysteme. Auch problematische Chemikalien können Recyclingprozesse sowie die Sicherheit und Qualität recycelter Kunststoffe beeinträchtigen.

Wang betont, dass noch mehr Chemikalien in Kunststoffen problematisch sein könnten. „Aufgezeichnete Gefahrendaten sind oft begrenzt und verstreut. Bei 4,100 oder 39 % aller von uns identifizierten Stoffe konnten wir sie aufgrund fehlender Gefahreneinstufungen nicht kategorisieren“, sagt er.

Als Hauptproblem identifizierten die Forscher die mangelnde Transparenz von Chemikalien in Kunststoffen und verstreute Datensilos. In über zweieinhalb Jahren Detektivarbeit durchforsteten sie mehr als 190 öffentlich zugängliche Datenquellen aus Forschung, Industrie und Behörden und identifizierten 60 Quellen mit ausreichenden Informationen über absichtlich zugesetzte Stoffe in Kunststoffen.

„Wir haben mehrere kritische Wissens- und Datenlücken gefunden, insbesondere für die Stoffe und ihre tatsächlichen Verwendungen. Dies behindert letztendlich die Wahl der Verbraucher für sichere Kunststoffprodukte“, sagen sie.

Wiesinger und Wang verfolgen das Ziel einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft aus Kunststoff. Sie sehen einen akuten Bedarf an einem effektiven globalen Chemikalienmanagement; ein solches System müsste transparent und unabhängig sein und alle gefährlichen Stoffe vollständig überwachen. Die beiden Forscher sagen, dass ein offener und einfacher Zugang zu zuverlässigen Informationen von entscheidender Bedeutung ist.

Quelle: Michael Keller für ETH Zürich