Auf dem Weg zur Kreislaufwirtschaft: Neue Datenbank kartiert Gefahren und Vielfalt von Kunststoffchemikalien, um den Weg zu einer sicheren, nachhaltigen Kunststoffwirtschaft zu unterstützen

Kunststoffe und ihre chemischen Bestandteile gelangen in raschem Tempo in die Umwelt, schädigen Ökosysteme und beeinträchtigen die menschliche Gesundheit. Die EU-Kunststoffpolitik erkennt dies als erhebliches Risiko an und versucht, im Rahmen der Kunststoffstrategie, des Aktionsplans für die Kreislaufwirtschaft und spezifischer Maßnahmen für biobasierte, biologisch abbaubare, kompostierbare Einwegkunststoffe, Kunststoffverpackungen und ‑abfälle gegen Umweltverschmutzung und Meeresmüll vorzugehen und eine Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe zu fördern. Darüber hinaus hat die Umweltversammlung der Vereinten Nationen im Jahr 2022 Verhandlungen über ein neues rechtsverbindliches Instrument aufgenommen, das den gesamten Lebenszyklus von Kunststoffen regelt und darauf abzielt, durch internationale Zusammenarbeit der unsachgemäßen Verwendung und Verschmutzung durch Kunststoffe ein Ende zu setzen. 

Zusätzlich zu den Problemen der Makro- und Mikroplastikverschmutzung enthalten Kunststoffe eine komplexe Mischung von Chemikalien, die als schädlich für die menschliche Gesundheit und Ökosysteme gelten und mit Störungen der Fortpflanzungsfähigkeit, der neurologischen Entwicklung, des Immunsystems und des Stoffwechsels in Verbindung gebracht werden. Beispielsweise können Kunststoffe neben ihren Bestandteilen Polymere auch Zusatzstoffe wie Phthalate und Bisphenole enthalten, die als endokrine Disruptoren bekannt sind. Diese Chemikalien werden zusammen mit Mikroplastik bei der Herstellung und Verwendung von Produkten in die Umwelt freigesetzt. Auch bei der Verarbeitung und Behandlung von Kunststoffabfällen werden Chemikalien freigesetzt. Die Wiederverwendung von Kunststoffen ist ebenfalls problematisch, da ältere Materialien sich zersetzen und dadurch das Risiko der Freisetzung von Chemikalien steigt.

Zwar gibt es Daten über den Gehalt und die Risiken von Kunststoffchemikalien in bestimmten Produkten wie Spielzeug und Lebensmittelverpackungen, doch ist laut den Autoren einer neuen Studie eine umfassendere Bewertung der Kunststoffinhaltsstoffe und ihrer Gefahren erforderlich. Dies könnte den politischen Entscheidungsträgern helfen, wirksame Vorschriften zu erlassen und möglicherweise die Entwicklung sicherer Kunststoffe zu erleichtern, die weniger Chemikalien freisetzen. 

Derzeit sind Informationen über gefährliche Kunststoffchemikalien isoliert, domänenspezifisch (z. B. in Spielzeug), konzentrieren sich auf bewusst zugesetzte Chemikalien oder enthalten keine relevanten Details zu Gefahren. Es werden jedoch politische Lösungen entwickelt, um dieser Herausforderung zu begegnen. Im November 2025 verabschiedete der Rat der EU offiziell das Paket ​„One Substance, One Assessment“ (OSOA), das darauf abzielt, die Bewertung von Chemikalien und deren Risiken in der EU zu vereinheitlichen und eine neue gemeinsame Datenplattform als zentrale Anlaufstelle für Informationen über Chemikalien zu schaffen – entscheidend für einen besseren und schnelleren Schutz sowohl der menschlichen Gesundheit als auch der Umwelt.

Diese Studie verfolgt einen breit angelegten Ansatz und präsentiert ein globales Verzeichnis bekannter Kunststoffchemikalien mit Daten zu ihren Eigenschaften, ihrem Vorkommen und ihrer Regulierung, identifiziert bedenkliche Chemikalien und bewertet, ob diese persistent, toxisch oder bioakkumulierbar sind.

Die Forscher identifizieren und sammeln 16.235 Chemikalien, die absichtlich oder unabsichtlich in Kunststoffen enthalten sind, um ihr Verzeichnis namens PlastChem zu erstellen. Bei den meisten handelt es sich um diskrete Verbindungen mit bekannten Strukturen (12.658), die anorganische, organische und organometallische Chemikalien sowie eine Vielzahl physikalisch-chemischer Eigenschaften umfassen. Vielen (3.667) fehlen jedoch definierte chemische Strukturen und Eigenschaften, oder sie bieten nur begrenzte Informationen über ihre Bestandteile.

Das Verzeichnis umfasst Zusatzstoffe (5.776), Verarbeitungshilfsstoffe (3.498), Ausgangsstoffe (1.975) und unbeabsichtigt zugesetzte Stoffe (z. B. Verunreinigungen und Reaktionsnebenprodukte; 1.788). Additive – Kühlmittel, Füllstoffe, Weichmacher usw. – sind die vielfältigste Klasse, während viele Stoffe in verschiedenen Phasen des Kunststofflebenszyklus unterschiedliche Funktionen erfüllen, was ihre strukturelle und funktionelle Vielfalt unterstreicht.

Die Forscher identifizieren auch bedenkliche Chemikalien – solche, die persistent, bioakkumulierbar, mobil und toxisch sind. Bedenkliche Chemikalien sind mit allen wichtigen Polymertypen verbunden, einschließlich fossiler und biobasierter Kunststoffe. Diese Chemikalien machen ein Viertel der bekannten Kunststoffchemikalien (4.219) aus, und die meisten sind als toxisch eingestuft (insgesamt, für die aquatische Umwelt, für die menschliche Gesundheit oder für bestimmte Organe oder biologische Systeme). Über 10 % der Polymere selbst – Substanzen, von denen aufgrund ihres hohen Molekulargewichts keine ernsthafte Gefahr ausgeht – sind als gefährlich eingestuft.

Die Forscher gruppieren mehr als 10.000 der Chemikalien in PlastChem nach struktureller Ähnlichkeit. Dabei ergaben sich 28 ähnliche Gruppen mit jeweils mindestens 10 Mitgliedern. Über 75 % der bedenklichen Chemikalien gehören zu nur drei Gruppen: aromatische Amine, Aralkylaldehyde und Alkylphenole.

Fast ein Drittel (30 %) der Verbindungen, die für die Verwendung in der Kunststoffherstellung vermarktet werden, in Kunststoffen nachgewiesen wurden oder nachweislich aus Kunststoffen freigesetzt werden (z. B. in Lebensmittel), enthalten bedenkliche Chemikalien. Dies verdeutlicht, wie viele davon während des gesamten Produktionsprozesses absichtlich oder unabsichtlich in Kunststoffen vorhanden sind, was ihr Expositionspotenzial erhöht. Darüber hinaus sind die meisten bedenklichen Chemikalien weltweit nicht reguliert, obwohl diese Stoffe in Form von Chemikalien, Materialien, Produkten oder Abfällen weltweit gehandelt werden. Zwar sind einige davon auf nationaler Ebene reguliert, doch die Umsetzung und Überwachung variiert erheblich, was auf erhebliche Lücken in der Regulierung und damit auf ein potenzielles Schadensrisiko hinweist.

Abschließend diskutieren die Autoren Wege zur Herstellung sicherer Kunststoffe. Der erste Schritt in Richtung Sicherheit könnte darin bestehen, bekannte bedenkliche Chemikalien zu entfernen und durch sicherere Alternativen zu ersetzen, während gleichzeitig in die Konzeption und Entwicklung innovativer Lösungen investiert wird, mit Anreizen für deren Einführung¹.

Die Forscher räumen ein, dass sich ihre Bewertung auf Chemikalien beschränkte, die bereits auf ihre Toxizität hin untersucht wurden, sowie auf Gefahren, die in Chemikalienregistern und nicht in der breiteren wissenschaftlichen Literatur identifiziert wurden. Sie betonen, dass für viele Chemikalien keine vollständigen oder schlüssigen Daten verfügbar waren und dass das Fehlen von Beweisen nicht mit dem Beweis für die Abwesenheit von Schäden verwechselt werden sollte. 

Diese Datenlücken sollten durch mehr Transparenz geschlossen werden, schlagen die Forscher vor: Hersteller sollten Produktdaten öffentlich zugänglich machen. Mehr Transparenz bei chemischen Informationen ist ein Thema, das im oben genannten OSOA-Paket behandelt wird. Darüber hinaus könnten Produktionsprozesse optimiert werden, um die unbeabsichtigte Einführung gefährlicher Stoffe zu vermeiden. Das Angebot an produzierten Kunststoffen könnte auch hinsichtlich Anzahl und molekularer Komplexität vereinfacht werden, da es unwahrscheinlich ist, dass Wissenschaftler und Regulierungsbehörden die potenziellen Gefahren von vielen Tausenden Chemikalien rechtzeitig bestimmen können. Die Empfehlungen der Studie konzentrieren sich auf die Verbesserung der Sicherheit von Kunststoffen in Bezug auf ihre Herstellung, Gestaltung und Bewertung und sehen Wege zu einer ungiftigen Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe vor; daher enthält sie keine Empfehlungen für die Verarbeitung und Behandlung von Kunststoffabfällen.

Fußnoten:

1. Solche Maßnahmen sind mit Hindernissen verbunden – beispielsweise bestimmte Funktionen, bei denen gefährliche Chemikalien besonders häufig vorkommen und schwer zu ersetzen sind, wie Wärme- und Lichtstabilisatoren –, stehen jedoch im Einklang mit Rahmenwerken wie dem ​„Safe and Sustainable by Design” der Europäischen Kommission, einem freiwilligen Ansatz zur Steuerung des Innovationsprozesses für Chemikalien und Materialien.

^{Übersetzt mit Deepl (kostenlose Version)}

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