Mikroplastik entsteht, wenn sogenanntes Makroplastik - also große Plastikstücke - erodieren und so extrem kleine Plastikpartikel formt, die bis zu 5 Mikrometer klein werden können. Diese Partikel gelangen über Kanalisation und Makroplastik in die Meere und Gewässer. Da Mikroplastik durch seine geringe Größe eine große Oberfläche hat, reichert sich diese sehr schnell mit Schadstoffen an, die in die gesamte Nahrungskette aufgenommen werden. So gelangt dieses Mikroplastik letzendlich auf unseren eigenen Teller, wenn wir Fleisch essen - insbesondere bei Fisch.
Das Makroplastik, aus dem Mikroplastik geformt wird, besteht zu
einem bestimmten Anteil aus Plastikflaschen und Tüten, die durch
achtloses Wegwerfen in Gewässer gelangen. Doch dieser Faktor ist
schwer zu kontrollieren und lässt sich eher durch die Moral der
Menschen verbessern.
Doch durch Reifenabrieb geformtes Mikroplastik ist ein
noch sehr viel größeres Problem. Mehr als 110.000 Tonnen
Mikroplastik entstehen durch Reifenabrieb. Diese Partikel werden direkt
durch die Straßenabflüsse in die Kanalisation und in die Kläranlage
geschwemmt, und zwar ungefiltert!
In der Kläranlage ist die Durchflussgeschwindigkeit so hoch,
dass solch kleines Mikroplastik nicht gefiltert werden kann.
Der Kreislauf des Mikroplastik - Das Gummi unserer eigenen Reifen landet auf unseren Tellern
Im deutschen Abwasser sind verschiedene Partikel vorhanden. Diese sind unter anderem Blätterreste, Steine, Sand, Holz und Plastik, das zum Großteil als Mikroplastik aus Reifenabrieb vorliegt. Blätter und Steine von einer Größe von mehr als 5mm, Sand, kleines Holz und besonders Mikroplastik gelangt in die Kanalisation, da es nicht von den Schlammfangeimern im Gully zurückgehalten wird. Sand und Holz kann in der Kläranlage gefiltert werden und richtet in Flüssen keinen Schaden an. Kläranlagen sind jedoch nicht in der Lage, Mikroplastik aus dem Straßenabflusswasser zu entfernen, weshalb diese Partikel in die Umwelt und in unser Trinkwasser gelangen. Besonders gefährlich sind Inhaltstoffe der Reifen wie Mercaptobenzothiazol (MBT), oder Zinkdibenzyldithiocarbamat (ZBEC). Die Auswirkung dieser Stoffe auf die Umwelt sind verheerend, da sie extrem toxisch sind und besonders Algen, Wasserflöhe, Erdpilze und Bakterien direkt gefährden. MBT stört außerdem die larvale Entwicklung von Fischen und schädigt die Zellmembranen. Dies kann sich auf Dauer auch auf Pflanzen auswirken, die nicht direkt von den Substanzen geschädigt werden.
Eine der bisherigen Lösungen beinhaltet große Schiffe mit Netzen,
die über die Meere fahren und das schwimmende Makroplastik sammeln.
Diese Lösung ist jedoch äußerst kostspielig.
Diese Lösung kann jedoch nur einen Teil des Plastiks unter Kontrolle
bringen und ist sehr kostspielig und
zeitaufwändig.
Das Mikroplastik, das durch Makroplastik in den Gewässern entsteht, ist
sehr viel schwerer zu kontrollieren als der extrem große
Entstehungsfaktor Reifenabrieb.
"Man spricht von Zahlen von über 110.000 Tonnen Mikroplastik durch Reifenabrieb pro Jahr."
-Daniel Venghaus, TU Berlin
Um zu erkennen, in welchen Stadtgebieten der meiste Reifenabrieb entsteht, haben wir eine Beispielstudie durchgeführt. Mit ihrer Hilfe kann man bestimmen, in welchen Stadtgebieten der Fiter sinnvollerweise eingesetzt werden sollte.
Mikroplastik durch Reifenabrieb entsteht beim Fahren immer. Die Menge des Abriebs ist dabei abhängig von vielen Faktoren, unter anderem die Beschaffenheit der Straße, ob man oft anfahren und bremsen muss, wie im Stadtverkehr, und wie viel Niederschlag es gibt.
Im Rahmen des diesjährigen Wettbewerbes FLL - Hydro Dynamics sind wir schnell auf das Thema Mikroplastik in der Umwelt gestoßen. Nach ausgiebiger Recherche fanden wir eine wichtige Studie der Dänischen Umweltschutzagentur über die verschiedenen Ursachen von Mikroplastik, laut der Reifenabrieb mit über 65% der deutlich größte Faktor zur Bildung von Mikroplastik.
Auf der Homepage der TU Berlin haben wir schließlich einen unserer wichtigsten Kontaktpartner namens Daniel Venghaus gefunden. Dieser konnte uns das Ausmaß und außerdem die Aktualität des Problems bestätigen: Venghaus und sein Team hatten zeitgleich mit unserem Saisonstart angefangen, am Problem des Reifenabriebs zu forschen.
Bei diesem Filtersystem wird das Straßenabwasser in den Schlammfangeimer geleitet, wo es soweit steigt, bis es durch eines der Löcher im Siebrohr fließt und letzendlich, von den meisten Schmutzstoffen befreit, vom Aktivkohlefilter gefiltert wird. Falls sich nun Blätter und Schlamm im unteren Teil des Schlammfangeimers ansammeln, kann das Wasser immer noch ansteigen und durch das Filtersieb abfließen, um so ein Verstopfen zu verhindern. Im seltenen Falle einer Verstopfung bei starkem Regenfluss steigt das Wasser an und läuft, um eine Überschwemmung der Straße zu verhindern, durch Überlauflöcher im Schlammfangeimer.
In den den Boden des bereits existenten Schlammfangeimers wird ein großes Loch gebohrt, auf das ein Aluminiumrohr mit der gleichen Größe gesetzt wird. In diesem Rohr sind in regelmäßigen Abständen Löcher und von innen ist ein feines Aluminiumsieb angebracht. Bei Regenfluss steigt das Wasser nun im Schlammfangeimer auf, fließt durch die Löcher im Rohr ab und wird durch das Sieb von kleinen Feststoffen gereinigt. Im Rohr fließt es wieder hinab und läuft durch das Loch im Boden des Schlammfangeimers hinaus, wo es von einem Aktivkohlefilter von Mikroplastik befreit wird.
Der von uns entwickelte Filtereinsatz für Schlammfangeimer
Nach dem Entwerfen des Konzeptes haben wir unser Filtersystem äußerst preiswert selbst umgesetzt und so getestet.
Der Prototyp mit Baumarkt-Materialien
Die Reinigung des Filtersystems geschieht, indem man durch ein einfaches Drehen den Aktivkohlefilter aus dem Schlammfangeimer löst und alles zusammen auskocht, um die Aktivkohle zu reaktivieren. Mit einem Schlauch wird der Schlammfangeimer jetzt noch ausgespritzt, um Blätter und Schlamm zu entfernen, was bereits Teil der regelmäßigen Wartung ist.
Kontakt: bricksapplied@gmail.com
