Aufkommen und Zusammensetzung von Makrokunststoffen an der Donau

Kunststoff (KS) gilt als der Werkstoff des 20. und 21. Jahrhunderts. Durch seine universellen technischen Eigenschaften hat er sich in fast allen Bereichen unseres Lebens als wichtiges Material durchgesetzt. Die weltweite Kunststoffproduktion liegt derzeit bei knapp 350 Mio. Tonnen und ist in den letzten 50 Jahren um mehr als 200 % angestiegen (PlasticsEurope 2018). Gleichzeitig haben sich Kunststoffabfälle zu einem globalen Umweltproblem entwickelt, das besonders marine Ökosysteme belastet.

Weltweite Schätzungen zu Kunststoffabfällen, die über Flüsse in die Ozeane gelangen, schwanken teils stark in der Literatur. Die angegebenen jährlichen Eintragsmengen reichen von 0,4 bis 12,7 Mio. t bzw. 2 bis 10 % der weltweiten Jahresproduktionsmenge (Vannela 2012; Jambeck et al. 2015; Lebreton et al. 2017; Schmidt et al. 2017). Dennoch wird weithin davon ausgegangen, dass etwa 80 % der marinen Vermüllung vom Land her stammen. Flüsse zählen dabei als die Hauptverursacher der Verschmutzung (GESAMP 1990; Jambeck et al. 2015). Quellen und Wege sowie die Umweltauswirkungen in Flüssen und der fluvialen Umwelt sind jedoch weitgehend ungeklärt. Die meisten der aktuell vorhandenen Studien fokussieren auf Mikrokunststoffe (≤5 mm). Außerdem verwenden frühere Studien zum Aufkommen und Herkunft von Kunststoffabfällen in Flüssen unterschiedliche Methoden zur Probenahme, Messung und Sortierung und sind daher weitgehend nicht vergleichbar. Zuverlässige Schätzungen sind jedoch unerlässlich, um Maßnahmen zur Verringerung der Kunststoffverschmutzung zu entwickeln und Erfolge mess- und sichtbar zu machen. Aus diesem Grund zielt das grenzüberschreitende Projekt „PlasticFreeDanube“, das vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung im Rahmen von Interreg Slowakei-Österreich kofinanziert wird, darauf ab, neue Erkenntnisse zu diesem Thema für die Donau zu gewinnen. Geprägt durch das größte grenzüberschreitende europäische Flussgebiet stellt die Donau ein optimales Projektgebiet dar. Als Hauptschlagader hat die Donau einen direkten und bedeutenden Einfluss auf das Schwarze Meer. Lechner et al. (2014) schätzen die jährliche Menge an Kunststoffen, die über die Donau ins Schwarze Meer gelangen, auf 1530 t (mit einem stärkeren Fokus auf Mikrokunststoff). Informationen über die Menge und Zusammensetzung von Makrokunststoff (>5 mm) fehlen noch.

Das Untersuchungsgebiet umfasst die Donau, einschließlich des angrenzenden Donauraums (HQ₃₀-Überschwemmungsflächen) vom Ballungsraum Wien über Bratislava bis hinunter zum slowakischen Wasserkraftwerk (WKW) Gabčíkovo. Damit erstreckt sich das Projektgebiet über fast 100 Flusskilometer (WKW Freudenau 1921 bis WKW Gabčíkovo 1823).

Mit mehr als 9600 ha und einer Länge von ca. 36 km stellt der Nationalpark Donau-Auen die letzte noch verbliebene große Feuchtlandschaft Mitteleuropas dar. Die frei fließende Donau unterscheidet sich zum Teil erheblich von den anderen Flussabschnitten in Österreich. Entscheidend ist die dynamische Veränderung des Wasserspiegels, der teilweise mehr als 7 m betragen kann, und die daraus resultierende ständige Erneuerung und Neugestaltung der Auenlandschaft (NPDA 2011).

Von bisherigen Freiwilligensammlungen im Nationalpark ist bekannt, dass das Aufkommen an Kunststoffen entlang des Flusses sehr unterschiedlich ist. In einigen Abschnitten des Nationalparks können punktuelle Akkumulations-Hotspots beobachtet werden. Innerhalb von wenigen Quadratmetern treten hier vermehrt Plastikablagerungen auf, während in den umliegenden bzw. angrenzenden Flächen kein Plastikmüll aufzufinden ist. Darüber hinaus werden üblicherweise Gebiete von den Kunststoffverschmutzungen befreit, die für die Sammelteams leicht zugänglich sind. Dadurch kommt es aber international zu einer Verfälschung der Ergebnisse, da aufgrund der unterschiedlichen räumlichen Gegebenheiten keine Aussagen über das tatsächliche Kunststoffaufkommen entlang eines Flusses getroffen werden können.

Ziel des Projektes PlasticFreeDanube ist es daher, durch standardisierte Sammel- und Sortierprotokolle einen Vergleich von Ergebnissen in Bezug auf Kunststoffaufkommen und -zusammensetzung an Flüssen zu ermöglichen. Daneben soll die aktuelle Zusammensetzung der Kunststoffe im Projektgebiet analysiert werden, um entsprechende Vermeidungsstrategien zu entwickeln.

Im Rahmen einer umfassenden Literaturrecherche wurden bestehende Leitfäden, Empfehlungen, Kataloge und Berichte zur Überwachung und zum Monitoring von (marinen) Kunststoffverschmutzungen ausgewertet. Mithilfe der gewonnenen Erkenntnisse wurde ein für die gegenständliche Fragestellung geeignetes Probenahme- und Sortierprotokoll entwickelt. Folgende Voraussetzungen wurden dabei berücksichtigt:

Die entwickelten Sammel- und Sortierprotokolle wurden in weiterer Folge mithilfe von Freiwilligensammlungen auf ihre Praktikabilität getestet und aufgrund der gewonnenen Erkenntnisse adaptiert. Ergebnis dieses Implementierungsprozesses ist ein standardisiertes Probenahme- und Sortierprotokoll von Kunststoffabfällen in und entlang von Flusssystemen.

Daneben wurde die Zusammensetzung der Kunststoffabfälle im Gebiet des Nationalparks Donau-Auen detailliert untersucht.

Ein Ziel des Projekts war es, die Herkunft der Kunststoffe zu bestimmen. Die Analysen haben gezeigt, dass die gesammelten Kunststoffe im Gebiet des Nationalparks Donau-Auen nicht direkt abgelagert werden, sondern vielmehr über den Fluss als Treibgut von flussaufliegenden Verschmutzungsstellen angeschwemmt werden. Die Zuordnung der eigentlichen Herkunft der Kunststoffe, z. B. nach direktem Littering (achtloses Wegwerfen in der Natur) oder sekundär (indirekt) über Wind oder beispielsweise Krähen verfrachtete Teile, die ursprünglich ordnungsgemäß in Abfallbehältern entsorgt wurden, ist nicht möglich. Trotzdem kann ein Großteil der Kunststoffe dem privaten Bereich zugeordnet werden. Allein rund 50 % der Kunststoffe sind unterschiedliche Verpackungen, und davon wieder mehr als die Hälfte Lebensmittelverpackungen, was ein direktes Littering bei Picknicks, Grillereien etc. oder unsachgemäße Entsorgung vermuten lässt. Analysen haben gezeigt, dass eine vermehrte Anzahl an Abfallbehältern nicht unbedingt zu einer Verbesserung der Situation führt, obwohl laut einer Studie von Van der Meer et al. (2018) hervorgeht, dass die drei am häufigsten genannten Anti-Littering-Maßnahmen, welche als „sehr geeignet“ von der Bevölkerung eingeschätzt wurden, die Maßnahmen „mehr Abfallbehälter“, „gut sichtbares Platzieren der Abfallbehälter“ und „eine häufige Leerung der Abfallbehälter“ darstellen. Van der Meer et al. (2018) zeigen jedoch, dass trotz einer geringen Distanz von zwei bis zehn Metern zu einem Abfallbehälter vermehrt gelittert wird. Das in der Literatur häufig genannte Argument, dass es keine Entsorgungsmöglichkeiten gäbe, wird somit entwertet. Von vielen ExpertInnen wird Umwelterziehung als die Maßnahme mit dem höchsten Potenzial angesehen, dem Littering Problem entgegenzuwirken (FUWA 2013; Neubert 2007).

Breitbarths (2017) Sortierkatalog von Makro-Kunststoffabfällen in Fließgewässern Deutschlands, der einen ähnlichen Aufbau, jedoch eine nicht zu detaillierte Klassifizierung aufweist, eignet sich durchaus für eine Gegenüberstellung der Ergebnisse aus dem Nationalpark Donau-Auen. Der Vergleich zeigt den signifikanten Einfluss eines Pfandsystems auf die Vermüllung von Kunststoff-Getränkeflaschen. Beispielsweise beträgt der Anteil pfandfreier Kunststoffflaschen in der Saale 0,8 Gewichtsprozent und 0,2 Gewichtsprozent pro Artikel, wobei 90 % aller gefundenen Flaschen pfandfrei waren. Messungen in den Flüssen Fulda, Rhein und Haune zeigten ähnliche Ergebnisse (Breitbarth 2017). Umgekehrt machen im österreichischen Projektgebiet des Nationalparks Donau-Auen PET-Getränkeflaschen in fast allen Sammlungen den größten Anteil aus (Masse 12 bis 40 %, aber auch Volumen). Laut Breitbarth kann das bestehende Pfandsystem in Deutschland bereits als eine wirksame Maßnahme zur Vermeidung von Littering bei Getränkeverpackungen angesehen werden.

Auf der Grundlage der Zusammensetzung der gesammelten und sortierten Kunststoffabfälle sowie der Erfahrungen der Nationalpark-Ranger können folgende vorläufige Schlussfolgerungen gezogen werden: (i) die Mehrheit der gesammelten Makro-Kunststoffabfälle ist auf direktes oder indirektes Littering zurückzuführen und (ii) der Großteil der Abfälle – als Treibgut aus Wien kommend – wird aus der Donau in die Umgebung ausgetragen. Regelmäßige Inspektionen und Kontrollen im Nationalpark haben gezeigt, dass die BesucherInnen wenig bis keinen Abfall im Erholungsgebiet hinterlassen. Gezielte Sensibilisierungsmaßnahmen in den letzten Jahren, wie z. B. die Reduktion der bestehenden Abfallbehälter entlang beliebter Wege und Freizeit- oder Erholungsflächen, haben zu einer deutlichen Reduktion des Abfallaufkommens geführt. Die BesucherInnen wurden erfolgreich für die Mitnahme ihrer Abfälle sensibilisiert.

Wie bereits erwähnt, haben Maßnahmen wie die Einführung eines Pfands auf Einweg-Getränkeflaschen positive Auswirkungen auf das Littering- und Abfallaufkommen. Dies wird in Österreich derzeit im Zusammenhang mit der EU-Kunststoff-Einwegrichtlinie (Single-Use-Plastic- oder SUP-Richtlinie) diskutiert: Bis 2025 müssen demnach 77 % der Getränkeflaschen aus Kunststoff gesammelt werden, bis 2029 sogar 90 % (Europäische Kommission 2019). Derzeit werden in Österreich etwa 70 % der ausgegebenen Flaschen gesammelt (Hauer et al. 2020). Eine Studie im Auftrag des BMK, die Umsetzungsmöglichkeiten der SUP-Richtlinie anführt, zeigt auf, dass Österreich die 90-%-Sammelquote ohne Einführung eines Einweg-Pfands nur schwer erreichen wird (Hauer et al. 2020).

Auch die generelle Erhöhung der EU-Recyclingquoten für Kunststoffe im Rahmen des Europäischen Kreislaufwirtschaftspakets lässt für die Zukunft hoffen, dass sich die Abfallsituation verbessert und weniger Kunststoffabfälle in die Flüsse gelangen.