TextileMission-Fachkonferenz in Brüssel

Textiles Mikroplastik – Lösungsansätze aus Industrie und Forschung

Im Bemühen, den Ausstoß von textilem Mikroplastik nachhaltig zu reduzieren, gilt es auf allen Stufen des Produktlebenszyklus Einspar- und Optimierungspotenziale zu identifizieren und zu nutzen. Dafür bedarf es weiterer interdisziplinärer und internationaler Forschung. So lauten zentrale Erkenntnisse der Fachkonferenz „Textiles Mikroplastik – Herausforderungen für Politik, Industrie und Forschung“, welche die Partner des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbundprojektes TextileMission zusammen mit FESI, Federation of the European Sporting Goods Industry am 10. Dezember 2019 in Brüssel veranstalteten. Die Partner stellten erste Ergebnisse ihrer Forschungstätigkeiten vor und diskutierten mit über 60 Teilnehmern sowie Vertreter/-innen aus EU-Kommission und BMBF erfolgversprechende Lösungsansätze.

Vorschau: Redner und Themen

•    Heike Vesper (WWF Germany): Mikroplastik – Herausforderungen und Anforderungen an nachhaltige Lösungen
•    Prof. Dipl.- Des. Ellen Bendt (Hochschule Niederrhein – UAS): Zwischenergebnisse aus der Textilforschung
•    Jérome Pero (FESI, Federation of the European Sporting Goods Industry): Microplastikbezogene Initiativen der Sportartikelindustrie
•    Prof. Dr. Stefan Stolte (TU Dresden): Rückhalt von textilem Mikroplastik in Kläranlagen
•    Anna Athanasopoulou (EU Kommission, DG GROW): EU Agenda zu Plastik und Mikroplastik
•    Wilfried Kraus (Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF): Forschungspolitische Agenda zu Plastikmüll für die deutsche EU-Ratspräsidentschaft
•    Podiumsdiskussion zu politischen Prioritäten und nächsten Schritten
 

Mikroplastik: Herausforderungen und Anforderungen an Lösungen

Heike Vesper, Director Marine Program bei WWF Deutschland, sprach in ihrem Vortrag über die Herausforderungen der Mikroplastikthematik und über Anforderungen an nachhaltige Lösungsansätze aus Sicht einer NGO. „Studien zufolge stammen 20 bis 35 Prozent des weltweit in den Meeren nachgewiesenen Mikroplastiks aus synthetischer Bekleidung. Polyester hat daran den bei Weitem größten Anteil. Die Faserfragmente können Entzündungen und Verstrickungen im Verdauungstrakt von Meeresbewohnern verursachen. Sie beeinflussen das natürliche Verhalten, verringern die Fortpflanzungsfähigkeit und können zum Tod von Meerestieren führen.“

Nachdem sie die Notwendigkeit des Handelns herausgestellt hatte, gab Frau Vesper Hinweise dazu, was der WWF von Politik und Industrie erwartet: „Wichtig ist es aus Nachhaltigkeitsperspektive, den Forschungs- und Handlungsrahmen möglichst weit zu spannen. Es geht nicht nur um den Partikelaustrag, der durch die Haushaltswäsche von synthetischen Textilien verursacht wird. Bereits in der Textilproduktion kommt es zu erheblichen Emissionen, während des Tragens entsteht Abrieb, und durch Exporte und auf der Mülldeponie werden Fasern freigesetzt. Vermeidung muss im gesamten Zyklus ansetzen.“

Die Präsentation von Heike Vesper finden Sie hier.

Definitionen und Fachbegriffe

Was ist Mikroplastik überhaupt? Bislang haben die TextileMission-Partner ihren Forschungsarbeiten eine Definition zugrunde gelegt, die Mikroplastik als Faserpartikel unterschiedlichen Durchmessers mit einer Länge von < 5mm definiert. Prof. Dipl.-Des. Ellen Bendt, Textilforscherin am Forschungsinstitut für Textil und Bekleidung der Hochschule Niederrhein, wies in ihrem Vortrag darauf hin, dass aktuell verschiedene alternative Definitionen (u.a. von der Europäischen Chemikalienagentur ECHA) diskutiert werden, die den Begriff Mikroplastik auch auf Objekte mit Dimensionen im Nanometerbereich sowie auf natürliche Polymere erweitern, die mit Additiven versehen wurden.  

"Neue Definitionen werfen immer auch neue Forschungsfragen auf. Was wir als Forschende für die Vergleichbarkeit unserer Ergebnisse vor allen Dingen benötigen, sind einheitliche Definitionen", sagte Bendt mit besonderem Blick auf diejenigen unter den Teilnehmer/-innen, die sich beruflich mit Normungsfragen beschäftigen. Die Textilforscherin sprach zudem die Verwirrung an, die eine synonyme Verwendung der Begriffe "Mikroplastik" und "Mikropfaser" stiften kann. "Mikrofasern sind sehr feine Fasertypen mit einem Durchmesser zwischen in der Regel 3 und 10 µm, unabhängig von ihrem Einsatzgebiet. Aufgrund ihrer Eigenschaften eignen sie sich besonders für High Performance-Textilien. Wir sollten uns vor Augen halten, dass wir durch die begriffliche Vermischung das Image von High Performance-Textilien beschädigen könnten."

Was sind die Ursachen für Mikroplastikausstoß bei Textilien? Welchen Einfluss hat das Waschverhalten? Welche textiltechnischen Ansätze gibt es, emissionsärmere Textilien zu entwickeln? Frau Bendt gab auch Antworten auf diese Fragen. Ein Ergebnis der Wasch- und Trocknungsversuche an der Hochschule Niederrhein sticht ins Auge: Während der ersten Waschgänge eines neuen Kleidungsstücks werden bei Weitem die meisten Mikropartikel freigesetzt. „Dies deutet darauf hin, dass sich häufig noch aus der Produktion stammende lose Faserfragmente im Produkt befinden, die erst bei der Haushaltswäsche ausgetragen werden“, so Prof. Bendt. Ein Lösungsansatz, den alle TextileMission-Partner für erprobenswert erachten, könnte ein der Herstellung unmittelbar angeschlossener Verarbeitungsschritt (z.B. Vorwäsche oder Vortrocknung) sein. Eine Vortrocknung hätte mehrere Vorteile: Die für den Verkauf wichtige Haptik und das Volumen der neuen Kleidungsstücke weniger stark beeinflusst als bei einer Wäsche.

Verbrauchertipp: Die Waschmaschine stets so voll wie möglich laden

Sofern sie sich als praktikabel herausstellt, würde diese Lösung zu Beginn des Produktlebenszyklus greifen. Verbraucher indes fragen sich, welche Maßnahmen während der Nutzungsphase hilfreich sind. "Der niedrigste Eintrag von Mikroplastik in die aquatische Umwelt lässt sich bei einer voll beladenen Waschmaschine und anschließender Trocknung im Trockner beobachten", erklärte Ellen Bendt.


Produktentwicklung: Maschinenparameter und alternative Fügetechniken als Hebel

Die Hochschule Niederrhein forscht nicht nur an den Ursachen für Mikroplastikverlust, sondern auch an der Entwicklung von Sport- und Outdoortextilien, die von Anfang an einen geringeren Mikroplastikausstoß aufweisen. Malin Obermann erläuterte zwei Ansätze auf verschiedenen Stufen der textilen Produktionskette. „Schon während des Strickprozesses in den Produktionshallen der Hersteller von Flächenkonstruktionen gibt es eine starke Belastung durch Mikroplastik. Erste Versuche mit unserer institutseigenen Großrundstrickmaschine zeigen, dass bereits die Veränderung von zwei Maschinenparametern zu einer signifikanten Senkung des Partikelausstoßes führen kann“, sagte Obermann. Wenn das Ausgangsmaterial später von den Konfektionären zu Fleece-Jacken und -Pullovern zusammengefügt wird, gibt es ebenfalls erfolgversprechende Hebel.

Die Präsentation von Prof. Bendt finden Sie hier.

Schnelltest für die Ermittlung des Emissionspotenzials

TextileMission hat (bislang) einen vorrangig deutschen Fokus. Auf internationaler Ebene arbeitet die Sportartikelindustrie über den europäischen Spitzenverband FESI, Federation of the European Sporting Goods Industry und andere Akteuren an verschiedenen Inititativen mit. "Hinsichtlich der Mikroplastikthematik werden sowohl die verschiedenen Marken als auch die Verbraucher zunehmend die Entwicklung mikroplastikärmerer und haltbarerer Materialien fordern", sagte FESI-Generalsekretär Jérôme Pero. Pero stellte das sogenannt Cross Industry Agreement (CIA) als freiwillige europäische Inititative vor, die sich zum Ziel gesetzt hat, zur Senkung des Mikroplastikausstoßes aus Textilien zu senken. Einen Schwerpunkt legen die CIA-Mitglieder auf die Entwicklung eines Schnelltests zur Ermittlung des Emissionspotenzials, der einfach handzuhaben ist und auch in den weltweiten Produktionsländern eingesetzt werden kann. "Der Kern des Testverfahrens steht bereits, auch wenn es zu einzelnen Parametern noch Diskussionsbedarf gibt", so Pero. Der Schnelltest, einmal fertiggestellt, kann einen Beitrag dazu leisten, Mikroplastik gleich zu Beginn der textilen Lieferkette zu senken.

Die Präsentation von Jérôme Pero finden Sie hier.

Rückhalt von Mikroplastik und biologische Abbaubarkeit in Kläranlagen

Was passiert mit dem Fasermaterial, wenn es einmal in das Abwasser gelangt? Dieser Frage nachzugehen ist im Rahmen von TextileMission ein Schwerpunkt von Prof. Dr. Stefan Stolte, Leiter des Instituts für Wasserchemie der TU Dresden. Er berichtete von den Bemühungen der Forschenden, PET-Fasern zunächst zu generieren und anschließend unterschiedlichen Größenfraktionen zuzuordnen. Die Forschenden haben mittlerweile damit begonnen, den Rückhalt dieser verschiedenen Größenfraktionen in einer Laborkläranlage zu testen. "Unsere Experimente deuten darauf hin, dass bis zu 97 Prozent des Mikroplastiks von Kläranlagen zurückgehalten werden könnten", so Stefan Stolte.
Allerdings sei bislang nur die Größenfraktion von 500 µm bis 1500 µm untersucht worden. Ob das Ergebnis auch bei kleineren Partikelgrößen erreicht werden kann, müssen weitere Untersuchungen zeigen. Der Rückhalt des Mikrolastiks in Kläranlagen könnte zudem möglicherweise lediglich dazu beitragen, dass Mikroplastik auf einem anderen Weg über das Wasser in die Böden gelangt - nachwievor wird 40 Prozent des in Europa anfallenden Klärschlamms als Dünger genutzt. "Technisch ist es möglich, Abwasser so zu behandeln, dass es frei von Mikroplastik ist. Allerdings geht dies mit einem enorm hohen Aufwand und Kosten einher", so Stolte weiter. "Anstatt die Bemühungen zu maximieren, Mikrolastik aus dem Wasserkreislauf zu holen, sollte besser daran gearbeitet werden, die Emission gleich zu vermeiden."

Wie oben erwähnt, werden die TextileMission-Partner unter anderem auch Experimente mit biologisch abbaubarem Fasermaterial durchführen. Der mögliche Grad des biologischen Abbaus in Kläranlagen wird ebenfalls an der TU Dresden untersucht. Die Forschenden nutzen dafür das OxiTop® Testsystem, das den biologischen Abbau unterschiedlicher Materialien anhand des Sauerstoffverbrauchs misst. "Innerhalb unseres Testzeitraums von 58 Tagen wurde reines Polyester wie erwartet überhaupt nicht abgebaut, wohingegen Zellulose als nahezu vollständig abgebaut betrachtet werden darf. "Es hat sich herausgestellt, dass Farbstoffe, die in diesem Fall 0,2 - 0,4 Gewichtsprozent des Fasermaterials ausmachten, die biologische Abbaubarkeit nicht negativ beeinflussen. Andere chemische Additive könnten dies jedoch tun", so Stefan Stolte. Der Forscher warnte zudem vor eine vorschnellen Verallgemeinerung der Ergebnisse. "Diese Aussagen zur biologischen Abbaubarkeit beziehen sich auf das System Kläranlage - der biologische Abbau beispielsweise in Sedimenten läuft unter ganz anderen Voraussetzungen." Wassertemperatur und die Konzentration von Mikroorganismen sind nur zwei Beispiele.

Die Präsentation von Prof. Stolte finden Sie hier.

EU-Agenda zu Plastik und Mikroplastik

Anna Athanasopulou, Head of Tourism, Emerging and Creative Industries bei der EU-Kommission, gab einen Einblick in die politische Agenda der Europäischen Union hinsichtlich Plastik und Mikroplastik. "Die EU-Kommission unter Ursula von der Leyen ist ziemlich ehrgeizig, wenn es um Nachhaltigkeit geht", so die EU-Vertreterin mit Verweis auf die geplante Veröffentlichung eines "Green Deals" für die EU, der den Weg für eine ökologische Führungsrolle Europas ebnen soll. Als Treiber für diesen Wandel hob sie die Rolle der EU-Kommission bei der Ausarbeitung eines neuen Aktionsplans zur Kreislaufwirtschaft, der die nachhaltige Nutzung von Ressourcen in den Mittelpunkt stellt, sowie bei der Entwicklung einer neuen Industriestrategie für eine zukunftsfähige Wirtschaft hervor.

Bezogen auf textiles Mikroplastik im Besonderen verwies Athanasopoulou auf die EU-Plastikstrategie aus dem Jahr 2018, die Rolle der Kommission als Moderatorin des Austauschs zwischen CEN (Europäisches Komittee für Normung) und den Mitgliedern des Cross Industry Agreements (CIA) zur Entwicklung von Testmethoden sowie die Überarbeitung der Öko-Design-Richtlinie für Waschmaschinen und Trockner als politischen und regulatorischen Rahmen hervor. In Bezug auf bewusst in Umlauf gebrachtes Mikroplastik erwähnte sie zudem die Arbeit der ECHA (Europäische Chemikalienagentur) an einem entsprechenden Bericht zu möglichen Restriktionen.

Athanasopoulou erläuterte zudem, was sie - auch vor dem Hintergrund des Inputs durch die TextileMission-Partner, für die wichtigsten zukünftigen Handlungsfelder hält:

  • Klare Definitionen für Mikroplastik und eine verlässliche Datenbasis zum Ausmaß der Umweltauswirkungen
  • Textilforschung zu Lösungen, die auf europäische und weltweite Ebenen skalierbar sind
  • Investitionen in Know-how und Technologien
  • Ausbau der pan-europäischen Zusammenarbeit

"Europa sollte sich auf allen Ebenen schneller bewegen - nicht nur, um ein gutes Beispiel abzugeben, sondern auch, um für sich selbst als Wirtschaftsraum ökonomische Chancen nutzbar zu machen", so Athanasopoulou. Zum Schluss wie sie noch auf die Pläne der EU-Kommission hinsichtlich des Forschungsprogramms "Horizont Europa" hin, mit dem über einen mehrjährigen Zeitraum 100 Milliarden Euro in Forschung und Innovation investiert werden sollen. "Die Erfahrungen aus Projekten wie TextileMission sollten in den Planungsprozess dieses Programms einfließen", stellte Athanasopoulou fest.

Forschungsagenda für die deutsche EU-Ratspräsidentschaft

Wilfried Kraus, Unterabteilungsleiter für Europäische Zusammenarbeit in Bildung und Forschung im Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), beschrieb in seinem Vortrag die Forschungsagenda zu Plastik/Mikroplastik für die deutsche EU-Ratspräsidentschaft. Die Umweltbelastung durch Plastikmüll hat sein Ministerium schon im Blick. TextileMission ist Teil des entsprechenden BMBF-Förderschwerpunkts "Plastik in der Umwelt", der insgesamt 20 Projekte umfasst. "Nach 2020 wird das BMBF sich weiter mit diesem Thema auseinandersetzen", kündigte Kraus an.

Für die EU-Ratspräsidentschaft Deutschlands in der zweiten Jahreshälfte 2020 hat sich das BMBF etwas Besonderes einfallen lassen: "Normalerweise verbinden Menschen mit einer Ratspräsidentschaft hochrangige Konferenzen und bedeutsame politische Dokumente.Wir wollen diesmal wissenschaftliche Bürgerprojekte als Startpunkt nutzen", so Kraus. Die Idee ist, das junge Menschen in ganz Europa beispielsweise in Schulprojekten Plastikmüll sammeln und damit eine Datenbasis für die Verbreitung von Plastikmüll erstellen. "So kann jedes Mitgliedsland der EU Teil einer gemeinsamen Kampagne sein." Herr Kraus rief zudem zu einer verstärkten europäischen Zusammenarbeit auf, wenn es um die Erreichung des vom G20-Gipfel 2019 formulierten Ziels geht, die Neuverschmutzung der Ozeane durch Plastikmüll bis 2050 auf Null herunterzufahren. "Wir müssen hier Kräfte bündeln, um in der Welt als verlässlicher Partner wahrgenommen zu werden!"

Podiumsdiskussion zu Lösungsansätzen

Den Abschluss der Veranstaltung bildete eine Podiumsdiskussion, in der die Diskutanten aus dem Blickwinkel ihrer Organisation noch einmal Prioritäten bei der Lösungsfindung formulierten. Heike Vesper (WWF) nannte einen Standard für die Textilherstellung, eine Vorreinigung von Textilien am Produktionsstandort sowie die Optimierung der Wasseraufbereitung als wichtige Hebel. Zudem sprach sie sich gegen den Export von getragenen Kleidungsstücken in Entwicklungsländer aus. "Die Textilien sind ohnehin meist nicht mehr zu verwenden und landen auf der Müllkippe." Prof. Ellen Bendt (Hochschule Niederrhein) hob hervor, dass nur ein breiter Strauß an Maßnahmen für eine effektive Reduzierung textilen Mikroplastiks wird sorgen können. "Viel Optimierungspotenzial liegt im Produktionsprozess. Aber auch das Textilrecycling wird ein wichtiges Zukunftsthema für die Textilindustrie werden". Darüber hinaus sprach sich die Textilforscherin allgemein für eine größere Wertschätzung von Textilien aus und wünschte sich transparentere textile Lieferketten.

Prof. Dr. Stefan Stolte (TU Dresden) wies auf die technischen Möglichkeiten des Rückhalts von Mikroplastik hin, aber auch auf die damit verbundenen Kosten. "Für mich ist der Benign-by-design-Ansatz immer noch der vernünftigste Weg, Mikroplastik zu reduzieren", sagte er. Marco Manfroni (Referent bei der EU-Kommission, DG GROW) war es wichtig, dass ein umfassender Ansatz verfolgt wird, der alle Glieder der Wertschöpfungskette betrachtet. "Für uns ist es außerdem wichtig, zu einer gemeinschaftlichen Lösung zu kommen, die alle EU-Mitgliedsländer mitnimmt", so Manfroni. Zuguterletzt wünschte sich klare Ziele und Zeitvorgaben. Jérôme Pero (FESI) bremste ein Stück weit die Erwartungen: "Momentan ist die Sportartikel-Industrie gut damit beschäftigt, verschiedene unabhängige Initiativen zu koordinieren und Kräfte zu bündeln." Seiner Ansicht nach müssen passende Lösungsansätze folgende Voraussetzungen erfüllen:"Wir brauchen effiziente, kostengünstige und skalierbare Lösungen, die sowohl in Europa als auch in den weltweiten Produktionsländern einsetzbar sind."

Von links nach rechts: Moderatorin Nicole Espey (BSI), Heike Vesper (WWF), Jérome Pero (FESI), Prof. Ellen Bendt (Hochschule Niederrhein), Prof. Stefan Stolte (TU Dresden), Marco Manfroni (EU Kommission). Foto: Octavian Carare