Angesichts des zunehmenden Bewusstseins für die Umweltauswirkungen von Kunststoffabfällen und der erhöhten Belastung, die mit ihrer Entsorgung verbunden ist, besteht die Tendenz, wo immer möglich, recycelten statt neuen Kunststoff zu verwenden. Da viele Laborverbrauchsmaterialien aus Kunststoff bestehen, stellt sich die Frage, ob eine Umstellung auf recycelte Kunststoffe im Labor möglich ist und wenn ja, wie sinnvoll dies ist.
Wissenschaftler verwenden Kunststoff-Verbrauchsmaterialien in einer Vielzahl von Produkten im und um das Labor – darunter auch Tuben (Kryoröhrchen,PCR-Röhrchen,Zentrifugenröhrchen), Mikrotiterplatten (Kulturplatten,24,48,96 Deep-Well-Platte, PCR-Paletten), Pipettenspitzen(Automatisierte oder Universalspitzen), Petrischalen,Reagenzflaschen,und mehr. Um genaue und zuverlässige Ergebnisse zu erhalten, müssen die in Verbrauchsmaterialien verwendeten Materialien den höchsten Standards in Bezug auf Qualität, Konsistenz und Reinheit entsprechen. Die Folgen der Verwendung minderwertiger Materialien können gravierend sein: Daten aus einem ganzen Experiment oder einer Reihe von Experimenten können wertlos werden, wenn nur ein einziges Verbrauchsmaterial ausfällt oder eine Kontamination verursacht. Ist es also möglich, diese hohen Standards mit recyceltem Kunststoff zu erreichen? Um diese Frage zu beantworten, müssen wir zunächst verstehen, wie dies geschieht.
Wie werden Kunststoffe recycelt?
Weltweit ist das Recycling von Kunststoffen eine wachsende Branche, angetrieben durch ein gestiegenes Bewusstsein für die Auswirkungen von Kunststoffabfällen auf die globale Umwelt. Allerdings gibt es große Unterschiede bei den Recyclingsystemen in den verschiedenen Ländern, sowohl hinsichtlich des Umfangs als auch der Umsetzung. In Deutschland beispielsweise wurde das Green Point-Programm, bei dem Hersteller sich an den Kosten für das Recycling des Kunststoffs in ihren Produkten beteiligen, bereits 1990 eingeführt und seitdem auf andere Teile Europas ausgeweitet. In vielen Ländern ist der Umfang des Kunststoffrecyclings jedoch geringer, was teilweise auf die vielen Herausforderungen zurückzuführen ist, die mit einem effektiven Recycling verbunden sind.
Die größte Herausforderung beim Kunststoffrecycling besteht darin, dass Kunststoffe eine chemisch viel vielfältigere Materialgruppe sind als beispielsweise Glas. Das bedeutet, dass Kunststoffabfälle in Kategorien sortiert werden müssen, um ein nützliches Recyclingmaterial zu erhalten. Verschiedene Länder und Regionen haben ihre eigenen standardisierten Systeme zur Kategorisierung wiederverwertbarer Abfälle, aber viele haben die gleiche Klassifizierung für Kunststoffe:
- Polyethylenterephthalat (PET)
- Polyethylen hoher Dichte (HDPE)
- Polyvinylchlorid (PVC)
- Polyethylen niedriger Dichte (LDPE)
- Polypropylen (PP)
- Polystyrol (PS)
- Andere
Es gibt große Unterschiede in der Einfachheit des Recyclings dieser verschiedenen Kategorien. Beispielsweise sind die Gruppen 1 und 2 relativ einfach zu recyceln, während die Kategorie „andere“ (Gruppe 7) normalerweise nicht recycelt wird5. Unabhängig von der Gruppennummer können sich recycelte Kunststoffe hinsichtlich Reinheit und mechanischen Eigenschaften erheblich von ihren Neuware-Pendants unterscheiden. Der Grund dafür ist, dass auch nach der Reinigung und Sortierung Verunreinigungen zurückbleiben, die entweder aus verschiedenen Kunststoffarten oder aus Stoffen stammen, die mit der vorherigen Verwendung der Materialien zusammenhängen. Daher werden die meisten Kunststoffe (im Gegensatz zu Glas) nur einmal recycelt und die recycelten Materialien haben andere Anwendungen als ihre neuen Gegenstücke.
Welche Produkte können aus recyceltem Kunststoff hergestellt werden?
Die Frage für Labornutzer lautet: Wie sieht es mit Laborverbrauchsmaterialien aus? Gibt es Möglichkeiten, Kunststoffe in Laborqualität aus recycelten Materialien herzustellen? Um dies festzustellen, ist es notwendig, die Eigenschaften, die Benutzer von Laborverbrauchsmaterialien erwarten, und die Folgen der Verwendung minderwertiger Materialien genau zu untersuchen.
Die wichtigste dieser Eigenschaften ist die Reinheit. Es ist wichtig, dass Verunreinigungen im für Laborverbrauchsmaterialien verwendeten Kunststoff minimiert werden, da sie aus dem Polymer in eine Probe gelangen können. Diese sogenannten Leachables können eine Reihe höchst unvorhersehbarer Auswirkungen beispielsweise auf Kulturen lebender Zellen haben und gleichzeitig die Analysetechniken beeinflussen. Aus diesem Grund wählen Hersteller von Laborverbrauchsmaterialien stets Materialien mit minimalen Zusatzstoffen.
Bei recycelten Kunststoffen ist es für Hersteller nicht möglich, die genaue Herkunft ihrer Materialien und damit die möglicherweise vorhandenen Schadstoffe zu bestimmen. Und obwohl die Hersteller große Anstrengungen unternehmen, um die Kunststoffe während des Recyclingprozesses zu reinigen, ist die Reinheit des recycelten Materials viel geringer als bei Neukunststoffen. Aus diesem Grund eignen sich recycelte Kunststoffe gut für Produkte, deren Verwendung nicht durch geringe Mengen an auslaugbaren Stoffen beeinträchtigt wird. Beispiele hierfür sind Materialien für den Haus- und Straßenbau (HDPE), Kleidung (PET) und Polstermaterialien für Verpackungen (PS).
Allerdings reichen die Reinheitsgrade aktueller Recyclingverfahren für Laborverbrauchsmaterialien sowie andere sensible Anwendungen wie viele Lebensmittelkontaktmaterialien nicht aus, um zuverlässige, reproduzierbare Ergebnisse im Labor zu gewährleisten. Darüber hinaus sind eine hohe optische Klarheit und gleichbleibende mechanische Eigenschaften bei den meisten Anwendungen von Laborverbrauchsmaterialien unerlässlich, und diese Anforderungen werden auch bei der Verwendung von recycelten Kunststoffen nicht erfüllt. Daher könnte die Verwendung dieser Materialien zu falsch positiven oder negativen Ergebnissen in der Forschung, Fehlern bei forensischen Untersuchungen und falschen medizinischen Diagnosen führen.
Abschluss
Kunststoffrecycling ist weltweit ein etablierter und wachsender Trend, der sich durch die Reduzierung von Kunststoffabfällen positiv und nachhaltig auf die Umwelt auswirken wird. Im Laborumfeld kann recycelter Kunststoff für Anwendungen verwendet werden, bei denen es nicht so sehr auf die Reinheit ankommt, beispielsweise für Verpackungen. Allerdings können die Anforderungen an Laborverbrauchsmaterialien hinsichtlich Reinheit und Konsistenz durch die derzeitigen Recyclingpraktiken nicht erfüllt werden und daher müssen diese Artikel weiterhin aus Neukunststoffen hergestellt werden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 29. Januar 2023