Mikroplastik stellt weltweit eine große Belastung für Mensch und Natur dar. Ein Forscherteam hat nun einen Mikroplastikfilter für Waschmaschinen entwickelt, der sich an den Kiemen von Fischen orientiert. So können selbst winzige Kunststoffpartikel besonders effizient aus dem Abwasser gefiltert werden.
Mikroplastik gilt als eines der drängendsten Umweltprobleme unserer Zeit. Denn die winzigen Kunststoffpartikel lagern sich weltweit in Gewässern, Böden und sogar in der Luft ab.
Experten gehen davon aus, dass Mikroplastik ernsthafte Gesundheitsschäden verursachen kann. Denn auch im Gehirn, der Muttermilch oder der Plazenta konnten diese winzig kleinen Partikel bereits nachgewiesen werden.
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Die kleinen Teilchen entstehen beispielsweise durch den Abrieb von Autoreifen oder den Zerfall größerer Plastikabfälle in der Natur. Aber auch beim Waschen unserer Kleidung gelangt durch Abrieb Mikroplastik in das Abwasser.
Forscher der Universität Bonn und des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik haben deshalb nun einen Mikroplastikfilter für Waschmaschinen entwickelt. Dieser orientiert sich am Kiemenbogensystem von Fischen und kann mehr als 99 Prozent der Kunststofffasern aus dem Abwasser von Waschmaschinen filtern.
Für Waschmaschinen: Mikroplastikfilter von Fischen inspiriert
Ist Mikroplastik erst einmal in der Umwelt freigesetzt worden, können die Kleinstteilchen wieder von Organismen aufgenommen werden. So können sie auch entlang der Nahrungskette weitergegeben werden. Die Folgen für Ökosysteme und die menschliche Gesundheit sind potenziell gravierend, aber noch nicht vollständig erforscht.
Um die Menge an Mikroplastik zu reduzieren, die beim Waschen von Kleidung entsteht, haben Forscher der Universität Bonn nun einen Filter entwickelt. Dieser ist vom Kiemenbogensystem von Fischen inspiriert und konnte in ersten Tests bereits 99 Prozent der Kunststofffasern aus dem Abwasser von Waschmaschinen entfernen.
Die Forscher, die den Filter zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik entwickelt haben, arbeiten derzeit am EU-weiten Patent ihrer Entwicklung. Ihre Arbeit haben sie in der Fachzeitschrift npj Emerging Contaminants veröffentlicht, die Patentierung in Deutschland ist bereits abgeschlossen.
Laut den Forschern entstehen durch das Abwasser einer Waschmaschine in einem Vier-Personen-Haushalt jährlich 500 Gramm Mikroplastik. Verantwortlich ist hierfür hauptsächlich der Abrieb von Textilien.
So können die kleinen Teilchen direkt in den Klärschlamm von Kläranlagen gelangen. Dieser wiederum wird häufig als Dünger verwendet, wodurch die Mikroplastikteilchen auf den Feldern landen können.
Wie funktioniert der Mikroplastikfilter?
Die Lösung für dieses Problem könnte ein Mikroplastikfilter sein, der sich an den Kiemenbogensystemen von Fischen wie Makrelen, Sardinen und Sardellen orientiert. Diese Fische schwimmen mit offenem Maul durchs Wasser und filtern für ihre Ernährung Plankton heraus.
„Wir haben uns die Konstruktion dieses Systems genauer angesehen und es als Vorbild für die Entwicklung eines Filters genommen, der in Waschmaschinen eingesetzt werden kann“, erklärt Hauptautorin Dr. Leandra Hamann vom Institut für Organismische Biologie der Universität Bonn. Im Laufe der Evolution habe sich das Kiemenbogensystem wie ein Trichter geformt, der am Maul des Fisches am breitesten ist und sich zum Rachen hin verjüngt.
Dieser Trichter wiederum weist eine kammartige Strukturen auf. Dadurch entsteht eine Art Netz, das sich über die Kiemenbögen spannt und als Filter dient.
„Während der Nahrungsaufnahme fließt das Wasser durch die durchlässige Trichterwand, wird gefiltert und das partikelfreie Wasser wird dann über die Kiemen wieder an die Umgebung abgegeben“, erklärt Co-Autor Prof. Dr. Alexander Blanke. „Das Plankton ist dafür jedoch zu groß; es wird von der natürlichen Siebstruktur zurückgehalten. Dank der Trichterform rollt es dann in Richtung Schlund, wo es gesammelt wird, bis der Fisch schluckt, wodurch das System geleert und gereinigt wird.“
Genau an diesem System haben sich die Forscher orientiert. So konnte ein Filter entstehen, der mehr als 99 Prozent der Mikroplastikpartikel aus dem Wasser filtern kann – ohne dabei zu verstopfen.
Das gefilterte Mikroplastik sammelt sich dabei im Filterauslass und wird mehrmals in der Minute abgesaugt. Laut den Forschern könnte dieses künftig in der Waschmaschine gepresst werden, um das restliche Wasser zu entfernen. Das so entstehende Kunststoffgranulat könnte dann über den Hausmüll entsorgt werden.
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