Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

Stellt Plastik ein Risiko für unsere Umwelt dar? Wie finden wir einen besseren Umgang mit einem Material, das so viele Bereiche unseres Alltags durchdrungen hat? Mit diesen und weiteren Fragen beschäftigen wir uns in unserer inter- und transdisziplinär arbeitenden Nachwuchsgruppe „PlastX – Plastik in der Umwelt als systemisches Risiko“, die am ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung beheimatet ist. Die Soziale Ökologie als disziplinübergreifende Nachhaltigkeitsforschung versucht durch naturwissenschaftliche Methoden und Konzepte zu verstehen, in welchem Ausmaß Boden, Wasser und Luft verschmutzt sind und inwieweit diese Verschmutzungen Ökosysteme gefährden. Gleichzeitig werden mithilfe sozialwissenschaftlicher Methoden und Konzepte die gesellschaftlichen Ursachen und Verursacher von Umweltproblemen betrachtet; damit rücken die komplexen Wechselbeziehungen zwischen Gesellschaft und Natur in den Fokus der Forschung. Zudem ist diese Art der Forschung transdisziplinär, das heißt, sie orientiert sich an gesellschaftlichen Problemen und ist praxisbezogen (Becker und Jahn 2006).

Wir, eine Natur- und eine Sozialwissenschaftlerin, leiten gemeinsam das Team aus insgesamt sechs Nachwuchswissenschaftler*innen, die die Disziplinen Humangeografie, Ökotoxikologie, Chemie und Soziologie vereinen. Forschungspartner sind die Goethe-Universität Frankfurt und das Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz. Gefördert wird unsere Nachwuchsgruppe vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Im Förderprogramm „Forschung für nachhaltige Entwicklungen“ (FONA) wurde gezielt der Förderbereich „Nachwuchsgruppen in der Sozialökologischen Forschung“ aufgelegt, um jungen Wissenschaftler*innen die Möglichkeit zu geben, sich im Bereich Nachhaltigkeitsforschung zu qualifizieren und die inter- und transdisziplinäre Forschung in der deutschen Hochschullandschaft zu stärken. Eine zentrale Herausforderung hierbei ist, dass wissenschaftliche Qualifizierung an den Universitäten disziplinär ausgerichtet ist, d. h. dass trotz inter- und transdisziplinärer Arbeit eine disziplinäre Profilierung erreicht werden muss. Des Weiteren stehen bei transdisziplinär arbeitenden Nachwuchsgruppen nicht nur wissenschaftliche Publikationen als Ergebnis im Mittelpunkt, sondern auch Produkte für die gesellschaftliche Praxis, z. B. in Form von Handlungsleitfäden oder Politikempfehlungen. Mit dem inter- und transdisziplinären Zugang stellt sich unsere Forschungsgruppe also gleich zwei zentralen Integrationsherausforderungen: Zum einen eine gute Zusammenarbeit von Wissenschaftler*innen unterschiedlicher Disziplinen zu gewährleisten sowie Spannungen zwischen natur- und sozialwissenschaftlichen Perspektiven zu überwinden und zum anderen eine gute Einbindung von praktischem Wissen in unserer Forschung zu erreichen (für eine Diskussion der zentralen Herausforderungen siehe Jaeger-Erben et al. 2018). Unterstützt wird dies durch unseren Projektbeirat, in dem sowohl erfahrene Wissenschaftler*innen als Mentor*innen für die Gruppenmitglieder dienen als auch Partner aus der Praxis ihre Erfahrungen und Erkenntnisse in die Forschung eintragen.

Unser Forschungsthema Plastik in der Umwelt stellt kein neuartiges Problem dar, sondern wird bereits seit den 1970er Jahren gesellschaftlich diskutiert (Kramm und Völker 2018). Dennoch ist das Problem bis heute nicht gelöst und die Debatte aktueller als je zuvor: Immer mehr wissenschaftliche Studien verweisen auf die wachsende Menge an Plastikmüll in Meeren und Ozeanen, der, zersetzt zu kleinsten Partikeln („Mikroplastik“), nahezu alle Ökosysteme kontaminiert. Gleichzeitig ist Plastik heute noch weniger aus dem alltäglichen Leben wegzudenken als damals; die weltweite Produktion ist allein zwischen 2005 und 2015 von 230 auf 320 Mio. Tonnen angestiegen (PlasticsEurope 2016). Plastik ist günstig herstellbar, gut formbar, leicht und beständig und bietet deshalb viele Vorteile gegenüber anderen Materialien. Letztendlich sind es jedoch genau diese Vorteile, die zu den unerwünschten Effekten in der Umwelt führen – die massenhafte Verwendung führt zu einem hohen Abfallaufkommen und zum Eintrag in die Umwelt und die Beständigkeit des Materials setzt sich auch in der Umwelt fort, was bedeutet, dass die meisten Kunststoffe dort akkumulieren und kaum oder nur sehr langsam abgebaut werden. Diese Ambivalenz verdeutlicht, dass es sich bei dem Thema nicht um ein rein wissenschaftliches, sondern um ein komplexes lebensweltliches Problem handelt. Neben den Umweltfolgen, die die massenhafte Plastikverwendung mit sich bringt, muss auch die alltagspraktische Bedeutung des Materials betrachtet werden, da nur so die Ursachen des Problems langfristig behoben werden können. Bislang sind die Auswirkungen von Plastik auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit wissenschaftlich nicht ausreichend beschrieben und es herrschen widerstreitende Ansichten darüber, ob und wie der Plastikeintrag in die Umwelt verringert werden kann. In unserer Forschungsgruppe nehmen wir eine breite, möglichst ganzheitliche Sicht ein und rahmen die Problematik als „systemisches Risiko“. Damit möchten wir das Phänomen „Plastik in der Umwelt“ über die möglichen Umweltwirkungen hinaus in seiner Komplexität verstehen, verschiedene Lösungsansätze tiefer gehend untersuchen und ihre Wechselwirkungen verstehen. Die konzeptionelle Rahmung der Problematik wird im nächsten Abschnitt näher vorgestellt.

Der Begriff „systemisches Risiko“ stammt ursprünglich aus der Finanzwissenschaft und bezeichnet dort das Risiko, dass durch die Zahlungsunfähigkeit eines Marktteilnehmers andere Markteilnehmer ebenfalls in Mitleidenschaft gezogen werden, was schließlich den funktionellen Zusammenbruch des Finanzsystems bewirken kann (Bechmann et al. 2007). In den letzten Jahren wurde der Begriff auch außerhalb der Finanzwissenschaft verwendet und vor allem in der sozial-ökologischen Forschung weiterentwickelt. Ausgang war das OECD-Projekt „Emerging Risks in the 21st Century: An Agenda for Action“ (OECD 2003), in dem systemische Risiken als katastrophale Ereignisse wie Naturkatastrophen oder Infektionskrankheiten beschrieben werden, die das Potenzial besitzen, ganze Systeme und Infrastrukturen, von denen Gesellschaften abhängig sind, zu gefährden. Zwar stellt der Eintrag von Plastik in die Umwelt kein singuläres, katastrophales Ereignis dar, doch nimmt die zunehmende Verschmutzung Einfluss auf zahlreiche Ökosysteme und verschiedene gesellschaftliche Bereiche. Der Plastikeintrag geschieht dabei dezentral und fortwährend durch die täglich anfallenden Plastikabfälle, die teilweise (un)beabsichtigt in die Umwelt gelangen. Dieser Plastikabfall – ca. 63 % davon sind Verpackungen (Europäische Kommission 2013) – stammt aus unterschiedlichen Bereichen des alltäglichen Lebens, der Konsum der Plastikprodukte erfolgt zum Großteil allerdings eher unbewusst: Lebensmittelverpackungen bedienen keine Nachfrage nach Plastik, sondern nach frischen Lebensmitteln, in der Medizin garantieren Plastikverpackungen sterile Produkte und mit Plastiktüten werden Einkäufe transportiert (Andrady et al. 2015; Andrady und Neal 2009). In der sozial-ökologischen Forschung ändert sich also die Analyseperspektive: Im Fokus stehen die normalen, installierten und routinierten Abläufe in einer Gesellschaft, z. B. der Lebensmittelversorgung, die zu einer kontinuierlichen, kumulativen Schadensproduktion führen und somit die verbundenen Ökosysteme sowie die Gesellschaft selbst gefährden können. Anders ausgedrückt wird also untersucht, wie gerade der „Normalbetrieb“ moderner Gesellschaften zu unerwünschten Nebenfolgen und damit zu kontinuierlicher Risikoproduktion führt (Bechmann et al. 2007).

Doch wie hoch ist nun das Risiko, welches von Plastik für die Umwelt ausgeht? Viele wissenschaftliche Studien zeigen, dass sich wildlebende Meerestierarten in größerem Plastikabfall verheddern oder Plastikfragmente verschlucken können (Wright et al. 2013). Doch ob die verschluckten Plastikteile toxisch auf die Organismen wirken und welche Folgen der eingebrachte Plastikabfall letztendlich für das gesamte Ökosystem hat, kann wissenschaftlich bisher nicht ausreichend bewertet werden. Da Plastik keine einheitliche chemische Substanz ist, sondern ein Werkstoff, der aus verschiedenen Polymeren mit unterschiedlichen Zusatzstoffen wie Weichmachern, Flammschutzmitteln oder Farbstoffen besteht, ist die Untersuchung der biologischen Effekte äußerst komplex und Gegenstand hoher Unsicherheit. Es existiert zudem kein vollständiger Überblick über Qualität und Quantität der in der Umwelt vorkommenden Plastikarten, die zusätzlich durch Umwelteinflüsse in ihrer chemischen Zusammensetzung verändert werden. Der klassische Ansatz, der zur Umweltrisikobewertung von Chemikalien entwickelt wurde, eignet sich aufgrund dieser komplexen Zusammensetzung nicht, um „sichere“ oder „gefährliche“ Konzentrationen von Plastik in der Umwelt zu bestimmen (Kramm und Völker 2018). Zudem sind die ökologischen Folgen nicht die einzigen Risiken, die im Zusammenhang mit Plastik in der Umwelt betrachtet werden müssen. In vielen Fällen aus ästhetischen Gründen, führen die Plastikabfälle auch zu politischen, sozialen und wirtschaftlichen Folgen, z. B. wenn die Gefahr besteht, dass durch verschmutzte Strände Tourismuseinnahmen verloren gehen (Ballance et al. 2000; Jang et al. 2014) oder Fischer Einkommensverluste durch Plastikmüll erleiden (Nash 1992). Ausgelöst durch mediale Berichterstattungen über umstrittene Studien (Der Spiegel 2013; NDR 2014), wird Mikroplastik in der öffentlichen Debatte auch als Risiko für die Lebensmittelversorgung wahrgenommen (Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) 2016). Plastik in der Umwelt entfaltet also Wirkungen jenseits der Ökosysteme, in die es gelangt. Die dezentrale Risikoproduktion und die vielfältigen Auswirkungen unterstreichen, dass sich die Problematik nicht als klassisches Risiko mit Hilfe von Eintrittswahrscheinlichkeiten und Schadensausmaß kalkulieren lässt (Kramm et al. 2018). Folglich existieren auch keine einfachen, optimalen Lösungsstrategien, sondern der gesellschaftliche Umgang mit Plastik muss in vielen Bereichen grundsätzlich anders gestaltet werden. In der Debatte treffen allerdings völlig verschiedene Akteure aufeinander, die Risikoproduzenten oder Betroffene – oder beides gleichzeitig – sein können (für die Akteure Wissenschaft und Medien siehe Völker et al. 2019). Einerseits aufgrund unterschiedlicher Wissensbestände, Wertvorstellungen und Interessen, andererseits aber auch aufgrund der nicht eindeutigen wissenschaftlichen Datenlage, nehmen die Akteure das Problem unterschiedlich wahr, was zu widerstreitenden Ansichten hinsichtlich möglicher Lösungsstrategien führt. So unterstreichen einige die Risiken des Materials und unterstützen dessen Vermeidung sowie die Verwendung alternativer Materialien. Andere halten nicht Plastik als Material für problematisch, sondern lediglich dessen falsche Entsorgung. Als mögliche Lösungsstrategien liegen dabei ganz verschiedene Ansätze auf dem Tisch, die über besseres Recycling, effizienteres Abfallmanagement, Bewusstseinsbildung, nachhaltigeren Konsum, abbaubare Plastikarten, bis zum Verbot bestimmter Plastikprodukte und zu Müllsammelaktionen reichen. Wer letztendlich welche Rolle bei der Umsetzung der jeweiligen Lösungsansätze übernehmen muss – sei es die Politik, Akteure aus der Wirtschaft, gemeinnützige Organisationen oder der „verantwortliche Konsument“ – ist eine weitere Frage, über die gegensätzliche Meinungen herrschen.

Zusammengefasst lässt sich Plastik in der Umwelt also durch folgende Charakteristika als systemisches Risiko beschreiben: Die Auswirkungen sind nicht lokal begrenzt, sondern können von einem System (z. B. dem Ökosystem) in ein anderes System (z. B. den Tourismus) ausstrahlen. Weitere Kennzeichen sind eine hohe Komplexität der Ursache-Wirkungs-Ketten sowie ein hohes Maß an Unsicherheit und Ambiguität (Mehrdeutigkeit) hinsichtlich der zu erwartenden Konsequenzen (Kramm und Völker 2018). Deutlich wird, dass nicht nur ein Lösungsweg verfolgt werden kann, sondern im Sinne einer ganzheitlichen Betrachtung in verschiedenen Handlungsfeldern angesetzt werden muss. Für unsere Forschung haben wir deshalb unterschiedliche Handlungsfelder identifiziert und Fragestellungen abgeleitet, die zu einem besseren Verständnis der Problematik führen sowie verschiedene Lösungsansätze näher betrachten sollen. Erstens untersuchen wir die Effekte, die in die Umwelt eingebrachtes Plastik auf die dort lebenden Organismen hat und tragen dazu bei, das Risiko für Ökosysteme einschätzen zu können. Wir konzentrieren uns dabei auf die Auswirkungen von Mikroplastik und führen ökotoxikologische Untersuchungen mit Wasserorganismen durch. Zudem möchten wir den klassischen Ansatz zur Umweltrisikobewertung von Chemikalien weiterentwickeln, um daraus adäquate Managementoptionen für Mikroplastik in der Umwelt abzuleiten. Die zweite Frage beschäftigt sich mit dem Thema Meeresmüll als globalisiertes Umweltproblem und seiner politischen Bearbeitung. Hier untersuchen wir, wie der weitere Eintrag von Plastikmüll in die Weltmeere verringert werden kann, und analysieren unterschiedliche Managementstrategien, die dieses Problem aufgreifen. Im dritten Forschungsfeld geht es um die Strategie, die in der Abfallhierarchie an oberster Stelle steht, der Vermeidung oder Reduktion der Kunststoffverwendung. Ein Großteil der produzierten Kunststoffe wird für Verpackungen verwendet, diese gelangen zudem am häufigsten in die Umwelt. Wir untersuchen Konsum- und Produktionsmuster von Plastikverpackungen im Lebensmittelbereich und gehen der Frage nach, wie deren Verwendung nachhaltiger zu gestalten ist. Die vierte Frage, die direkt an das dritte Forschungsfeld anschließt, widmet sich möglichen Verpackungsalternativen und der Substitution konventioneller Kunststoffarten. Hierfür werden neue Polymere im Labor synthetisiert, die als Ersatzstoff für herkömmliche Kunststoffe in Verpackungen dienen können und gleichzeitig in der Umwelt besser abbaubar sein sollen.

Das Wissen aus den verschiedenen Forschungsfeldern ist essenziell, da nur so eine Gesamtbetrachtung der Problematik möglich ist und Lösungsstrategien mitsamt ihrer (unerwünschten) Nebenfolgen abgewogen werden können. Aus der systemischen Perspektive werden die in den unterschiedlichen Forschungsfeldern entwickelten Handlungsoptionen integriert betrachtet. Hier wird erarbeitet, wie komplexe Umweltprobleme mit naturwissenschaftlichen Methoden untersucht werden können und wie diese Probleme gesellschaftlich und politisch bewertet werden. Im Folgenden werden die unterschiedlichen Forschungsbereiche detaillierter vorgestellt.

Im Forschungsprozess arbeiten wir mit sehr unterschiedlichen Partnern aus der gesellschaftlichen Praxis zusammen, die, wie im Forschungsdesign angelegt, eine möglichst breite Sicht auf das Problemfeld abdecken. In unseren Arbeiten unterstützen uns Vertretern aus der Plastikindustrie, dem Einzelhandel, dem Umweltschutz, der Wasser- und Abfallwirtschaft, der Entwicklungszusammenarbeit und aus Umweltbehörden. Gemeinsam diskutieren wir mit den Praxispartnern die unterschiedlichen Lösungsstrategien und erörtern die jeweiligen Perspektiven und Problemwahrnehmungen. In einer ersten Diskussionsrunde zeigte sich, dass alle Partner, ob aus Industrie oder Umweltschutz, den Eintrag von Plastikmüll in die Umwelt als problematisch ansehen und ein Entgegensteuern befürworten. Deutliche Diskrepanzen ergaben sich allerdings bei der Frage, wie mit dem Material Plastik in Zukunft umzugehen ist. Von der einen Seite wurde die Persistenz des Materials als problematisch hervorgehoben und über eine Vermeidung bis hin zum Verbot diskutiert. Auf Handels- und Industrieseite standen die Vorteile des Materials bzw. seine Unersetzbarkeit in vielen Bereichen im Vordergrund und mögliche Lösungen zielten auf verbessertes Abfallmanagement und Recycling. Im nächsten Schritt sollen mit den Partnern unterschiedliche Lösungsstrategien, die an verschiedenen Stellen im Produktzyklus ansetzen, hinsichtlich ihrer Umsetzbarkeit und möglicher Nebenfolgen abgewogen werden.

Neben den breiteren Diskussionsrunden wird in den verschiedenen Forschungsfeldern enger mit unterschiedlichen Praxispartnern kooperiert, um das Wissen aus der gesellschaftlichen Praxis in die Forschung einzubinden und die Ergebnisse für die Praxis nutzbar zu machen (siehe z. B. Sattlegger et al. 2020b). So arbeiten wir bei der Risikobewertung von Mikroplastik mit Experten aus Umwelt- und Wasserbehörden zusammen. Die Untersuchung der Meeresmüll-Problematik anhand von Fallstudien in Asien erfolgt gemeinsam mit zwei Organisationen der internationalen Zusammenarbeit aus Umwelt und Entwicklung und Ergebnisse zur Vermeidung und Substitution herkömmlicher Kunststoffverpackungen werden mit Partnern aus Handel und Industrie diskutiert.

Aus der systemischen Perspektive werden die Ergebnisse der Gruppenmitglieder diskutiert und aufeinander bezogen, wodurch die Zusammenhänge zwischen den einzelnen Bereichen deutlich werden. Hieraus ergeben sich Problematiken und neue Fragestellungen, die durch eine rein disziplinäre Bearbeitung der Thematik nicht betrachtet werden. Am Beispiel der Mikroplastik-Thematik zeigt sich, dass in Medien und Politik zumeist primäres Mikroplastik adressiert und die Kosmetikindustrie als Hauptverursacher ausgemacht wird (Kramm und Völker 2018). Doch ist inzwischen bekannt, dass es sich bei dem Großteil des Plastiks in den Weltmeeren um sekundäres Mikroplastik handelt, also Fragmente, die durch den Zerfall von größerem Plastikabfall entstanden sind. Das bedeutet, dass primäres Mikroplastik aus Kosmetik nur einen verschwindend geringen Teil der Gesamtmenge ausmacht. Diese Tatsache spricht zwar nicht gegen ein Verbot von Mikroplastik in Kosmetik, da es sich um einen leicht zu vermeidenden Eintrag handelt, denn Mikroplastik kann einfach durch natürliche, weniger umstrittene Materialien ersetzt werden. Es zeigt aber, dass die Mikroplastik-Debatte nicht von der Debatte um größeren Plastikmüll in den Meeren entkoppelt werden darf und weitere Verursacher und Lösungsansätze parallel betrachtet werden müssen. Auch bei den Ansätzen zur Vermeidung weiterer Einträge von Plastikmüll in die Meere darf nicht allein Asien als Hauptverursacher in die Verantwortung genommen werden (Kramm und Völker 2017). Am Beispiel Tourismus wird deutlich, dass auch die Bevölkerung, die aus einer Region mit gutem Abfallmanagement kommt, als Verursacher in die Problematik eingebunden ist. Daher sind die Forschungsergebnisse auch für die deutsche Öffentlichkeit relevant. Zudem stammt ein Großteil der weltweit vertriebenen Plastikprodukte und damit auch der Abfälle in der Umwelt aus westlichen Konzernen. Hier stellt sich die Frage, wie viel Verantwortung die Hersteller eines Produktes letztendlich auch für seine korrekte Entsorgung übernehmen müssen.

Wenn es um alternative Materialien wie Bioplastik geht, dürfen sich die ökologischen Vorteile nicht auf eine bessere Abbaubarkeit in der Umwelt beschränken, sondern müssen andere Bereiche, wie z. B. den Energiebedarf bei der Produktion, einschließen. Hier bleibt fraglich, ob es generell der richtige Weg ist, Materialien herzustellen, die nur eine kurze Lebensdauer besitzen – egal ob diese bioabbaubar sind oder nicht. Demgegenüber stehen die deutlich verlängerte Haltbarkeit von verpackten Lebensmitteln und damit eine Vermeidung von Lebensmittelabfällen. Doch auch hier stellt sich die Frage, ob die derzeitige Art der Lebensmittelversorgung, die zum Teil von Überproduktion und langen Transportwegen gekennzeichnet ist, nicht nachhaltiger zu gestalten ist und damit einerseits Verpackungen überflüssig werden und andererseits auch weitere positive Aspekte für die Umwelt erreicht werden können.

Das Plastikbeispiel zeigt, dass es in vielen Bereichen um die generelle Frage geht, wie sich die Gesellschaft in Zukunft nachhaltig entwickeln kann. Auf einer übergeordneten Ebene stellen wir uns daher die Fragen, wie von Gesellschaften produzierte, systemische Risiken adäquat eingeschätzt und bewertet und trotz bestehender Unsicherheiten Maßnahmen beschlossen und umgesetzt werden können. Damit möchten wir Impulse für eine integrative sozial-ökologische Risikoforschung setzen (Völker et al. 2017).