(07.02.2022) Die Berge aus Plastikmüll wachsen überall – auch in den Laboren. Gleichzeitig sind die Rohstoffe für die Kunststoff-Produktion begrenzt. Es wird Zeit, das Plastikproblem zu lösen. Ein Verein aus Österreich hat dafür mehrere Ansätze.
Ein aufgeräumtes Labor lässt nach Feierabend kaum erahnen, wie emsig es tagsüber darin zugegangen ist. Wären da nicht die verräterischen Müllbehälter, randvoll mit unzähligen Pipettenspitzen und anderen Einwegutensilien gefüllt. Was für imposante Mengen Plastikmüll in wenigen Tagen zusammenkommen, zeigt sich, sobald die Reinigungskraft ausfällt. Wie Einwegplastikartikel aus dem Alltag landet der meiste Labormüll aus Plastik in der Verbrennungsanlage – die Idee, den Müll etwa in Gehwegs-Belägen zu verwenden, schafft nur neue Probleme in Form von Mikroplastik (Cleaner Materials 2: 100031). Dabei wäre echtes Recycling ungleich einfacher: Im Labor verwendete Plastikartikel bestehen meist nur aus einer Komponente und nicht aus Mischkunststoffen. Zudem sind Forscher von Haus aus sortierfreudig und wissen oft aus eigener Erfahrung, dass Kleinvieh auch Mist macht.
Würden Labore ihren ganzen „Mist“ getrennt sammeln und dem Recycling zuführen, ließen sich beachtliche Mengen Ressourcen einsparen und Emissionen verhindern. Diese Erkenntnis kann man stillschweigend hinnehmen oder aber die Initiative ergreifen – wie eine Handvoll Forscher der Universität Wien, die den „Verein zur Förderung Nachhaltiger Forschung“, oder synonym „Green Labs Austria“ (GLA) gegründet hat. Das GLA-Logo (siehe Seite 22) zeigt die Pfeile des bekannten Recycling-Symbols in Form eines Erlenmeyerkolbens. Es steht für das wichtigste Ziel des Vereins: Eine geschlossene Labor-Kreislaufwirtschaft, einschließlich der damit verbundenen gesellschaftlichen Institutionen und industriellen Interessengruppen (Stakeholder). GLA reiht sich in die wachsende Liste internationaler gleichgesinnter Labore ein (www.labconscious.com/green-lab-groups). Das GLA-Team umfasst derzeit elf Personen verschiedener Wissenschaftsdisziplinen. Die Motivation zur Gründung von GLA sowie dessen Zielsetzung erläutert Philipp Weber, der gerade seine Dissertation am Department für Funktionelle und Evolutionäre Ökologie der Universität Wien fertigstellt:
Foto: Pexels/Polina Tankilevitch
„Im Privaten haben sich viele unserer Gründungsmitglieder schon vor GLA mit dem Thema Nachhaltigkeit beschäftigt und waren zum Beispiel auch bei den Freitagsdemonstrationen von Fridays For Future. Wir haben uns seit längerem daran gestört, wie viel Plastikmüll im Laboralltag produziert wird und wie wenig über den Ressourcenverbrauch in unseren Laboren nachgedacht wird. Unterstützt von unseren Professoren haben wir dann unsere Bottom-up-Initiative gegründet mit dem Ziel, diese Probleme sichtbar zu machen, damit Labore nachhaltig werden.“
Mit kleinen Steinchen beginnen, um vereint größere ins Rollen zu bringen, hat sich als gute Strategie erwiesen. „Die Idee von Green Labs Austria ist es, Arbeitsgruppen und Labore als kleinste Einheiten im Wissenschaftsbetrieb zu vernetzen”, erläutert Weber. „Unsere Website bildet dafür das Fundament. Dort werden alle unsere Mitglieder präsentiert und es können Ideen in Form von Blogbeiträgen publiziert werden, beispielsweise zum Waschen von Küvetten aus Polystyrol („Give single-use items a second life“, 29.9.21). Die Beiträge teilen wir dann auf Twitter. Seitdem wir eine Website und einen Twitter-Account haben, bekommen wir auch häufig Anfragen für Vorträge. Da diese im vergangenen Jahr alle digital stattgefunden haben, konnten wir diese öffentlich zugänglich machen. Dabei entstehen natürlich viele Diskussionen und Kontakte mit anderen. Mittlerweile besteht GLA aus 34 Laboren von neun verschiedenen Institutionen, darunter Universitäten, aber zum Beispiel auch der WasserCluster Lunz sowie zwei Start-ups. Wir freuen uns darauf, in Zukunft Vorort-Veranstaltungen zu Nachhaltigkeit und Forschung zu organisieren.“
Wie finanziert GLA als Non-Profit-Organisation den erheblichen Arbeitsaufwand für Netzwerkaktivitäten, Gestaltung der Website, Durchführung von Veranstaltungen et cetera? „Der Großteil der Arbeit wird”, so Weber, „von studentischen Mitgliedern des GLA in der Freizeit ehrenamtlich erledigt. Durch den Corona-Lockdown konnten viele im April und Mai 2020 nicht mehr im Labor arbeiten. Wir haben die Zeit genutzt, um unseren Verein zu gründen und die Website www.greenlabsaustria.at zu gestalten. Wir hatten Glück, zur richtigen Zeit ein großartiges Team zu haben. Parallel zum täglichen Laboralltag hätten wir das vermutlich nicht so schnell hinbekommen. Zudem erhielten wir wiederholt kleine finanzielle Unterstützungen von der Universität Wien. In Zukunft möchten wir uns über Spenden oder geringe Mitgliedsbeiträge finanzieren.“
Potenziellen Mitmachern könnte der Umstieg von Wegwerfartikeln zu nachhaltigeren Laborutensilien angesichts knapper Budgets schwerfallen. Nicht so, wenn der Umstieg schon auf höherer Ebene stattfindet. „Für uns ist klar”, meint Weber, „dass die Transformation des Wissenschaftsbetriebes hin zur Nachhaltigkeit umgehend notwendig ist und auch Investitionen erfordert. Die Verantwortung hierfür sehen wir nicht bei den PhD-Studenten, Technikern oder Professoren. Vielmehr sind die Universitäten und Regierungen gefordert, die Transformation zu finanzieren und zu organisieren. Die großen Biotech-Firmen sollten Konzepte dafür liefern, wie eine Kreislaufwirtschaft mit ihren Produkten möglich ist. Dies würde nicht nur umweltfreundliche Produktionsmaterialien erfordern, sondern auch die Möglichkeit, vorhandene und oft sehr schnell veraltete Laborgeräte zu reparieren oder aufzurüsten.“ Für ein derartiges Recycle-by-Design existieren bereits Lösungsansätze, etwa die Herstellung von Polyethylen aus Pflanzen- oder Mikroalgenöl. Anders als konventionelles Polyethylen lässt dessen Struktur chemisches Recycling zu (Nature 590: 423-7). Auch Proteine aus Tintenfisch, direkt oder rekombinant exprimiert, wären eine nachhaltige Materialquelle (Front. Chem. 7: 69)
Wer nicht weniger als eine Transformation fordert, braucht vor allem schlagkräftige Argumente und den richtigen Ansprechpartner. Weber dazu: „Wir sehen die Rolle von Forschern vor allem darin, ihren Ressourcenverbrauch zu reflektieren und dann auf die Probleme aufmerksam zu machen. Zum Beispiel haben GLA-Labore in einer Analyse des Labormülls herausgefunden, dass die Hälfte ihres Plastikmülls im heutigen System recycelt werden könnte. Realität ist aber, dass der gesamte Plastikmüll einfach verbrannt wird. Da Laborplastik momentan aus fossilen Materialien hergestellt wird, trägt dies direkt zum Klimawandel bei. Nach unserer Analyse der Laborabfälle führen wir beispielsweise Gespräche mit dem Abfallmanagement der Universitäten, um herauszufinden, wie dieses Problem auf universitärer Ebene angegangen werden könnte.“
Konkrete Tipps, was Labore unmittelbar machen könnten oder sollten, liefert Weber gleich mit. „Wir raten Laboren zum Beispiel, einfach mal den eigenen Ressourcenverbrauch zu analysieren. Mit Aktionen zum Recycling sowie Sammeln von Laborplastik oder auch der Temperaturerhöhung in Ultrafreezern von -80 Grad Celsius auf -70 Grad Celsius (Stromeinsparung dreißig Prozent!) können sie Aufmerksamkeit für das Thema Nachhaltigkeit schaffen. Ein koordiniertes Vorgehen ist wichtig, um Veränderungen voranzubringen. Vernetzt haben wir eine größere Chance, genug Druck auf die Institutionen auszuüben, damit sie Maßnahmen ergreifen.“
Den Ressourcenverbrauch könnte ein Labor zwar anhand von Bestell-Listen ermitteln. Aussagekräftiger sind jedoch Erhebungen, die dokumentieren, welche Menge des verwendeten Plastik(typs) tatsächlich vermeidbar oder in der Praxis recyclebar wäre. Auf diese Weise sammelt man nicht nur bloße Verbrauchsdaten, sondern erhält auch eine Vorstellung davon, wie die Sortierung des Mülls ablaufen könnte. Strategisches Know-how existiert hierzu aus den anfänglichen Arbeiten des GLA. Damals untersuchten die GLA-Labore, welche Plastik-Sorten im Labor anfallen und wie diese sinnvoll und praktikabel getrennt werden können. Schnell war klar, dass im Labor-Müll drei Plastik-Arten dominieren, nämlich Polypropylen, Polyethylen und Polystyrol (PP, PE, PS), die jeweils als direkter oder zu autoklavierender Plastikmüll anfallen. Nur Plastikmüll zu autoklavieren, der tatsächlich sterilisiert werden muss, spart schon mal Arbeit und Energie. Die sparsamere UV-Sterilisation ist hier leider zu ineffektiv (Genetics 4: 89-94).
Auf jeder Bench standen für die Analyse des Labormülls zwei Behälter, in die Direkt- sowie Autoklaviermüll aus PP sortiert wurden. Die am häufigsten im Labor eingesetzten Plastikartikel wie zum Beispiel Pipettenspitzen, Eppis oder Falcon-Tubes ohne Deckel bestehen aus PP. Dazu kamen zwei Behälter für PE-Müll, der für die direkte Entsorgung oder für die Autoklavierung vorgesehen war. In diesen landeten vornehmlich Pipettenspitzen-Racks und die Deckel von Falcon-Tubes. Restflüssigkeiten wurden in einem separaten Auffangbehälter gesammelt.
Und was ist bei der Erhebung des Labormülls herausgekommen? „Wir sind gerade dabei, die Analyse unseres Labormülls zu publizieren”, erklärt Weber. „Wir wollen zeigen, dass man einen Großteil sofort recyceln könnte, dies aber nicht geschieht. Einige unserer Mitglieder haben eine Recycling-Pipeline entwickelt, die Produkte aus PP sowie High-Density-Polyethylen (HDPE) erfasst. Damit lässt sich nachverfolgen, ob das Plastikmaterial Kontakt mit biologischen Materialien oder Giften hatte. Giftiger Plastikmüll muss entsorgt werden. Autoklaviermüll kann nach Sterilisation problemlos mit gleichartigem Müll gepoolt und recycelt werden.”
Im Laufe der letzten eineinhalb Jahre haben elf unterschiedlich große GLA-Gruppen begonnen ihren Müll zu recyclen. Ihr Zwischenergebnis: 578 Kilogramm wiederverwendetes Laborplastik. Das entspricht ungefähr der Menge, die zehn Wissenschaftler in einem Jahr produzieren. Die 578 Kilogramm seien wohl nur ein kleiner Teil des insgesamt angefallenen Plastikmülls, vermutet Weber. „Wir haben [zwar] keine Daten, wie viel Plastikmüll insgesamt von diesen Laboren produziert wurde, und wie viel Prozent der Labormitglieder mitgemacht haben“, sagt Weber und ergänzt: „Die 578 Kilogramm als Zwischenergebnis unseres Recycling-Experiments verdeutlichen aber, dass es möglich ist, sofort einen Teil des Laborplastiks zu recyclen. Ab hier muss das Labormüll-Recycling vom Müllmanagement der Universitäten sowie der Stadt- und Landkreise organisiert werden.“
Aus einer gebrauchten Pipettenspitze wird zwar nicht ohne Weiteres eine neue. Eine Lösung für das Ressourcen-schonende Downcycling von PE- und PP-Abfällen hat GLA jedoch schon gefunden. Der Verein „Helfen statt Wegwerfen”, ehemals „stöpselsammeln.at”, der ansonsten Verschlüsse von Tetrapacks, Waschmitteln und Ähnliches sammelt, verkauft die eingesammelten Laborabfälle an die Recyclingfirma proZero Polymers in Kärnten. Diese verarbeitet das daraus hergestellte Plastikgranulat beispielsweise zu Blumentöpfen. Der Erlös von 260 Euro pro Tonne kommt kranken Kindern zugute. Das klingt rundum nach gelebter Kreislaufwirtschaft. Geht das nicht auch mit Polystyrol? „PS könnte theoretisch recycelt werden”, erklärt Weber, „das lohnt sich aber für die meisten Firmen derzeit nicht. Daher wird auch das PS von GLA-Mitgliedern leider immer noch nicht recycelt. Wir sehen hier klar die Politik gefordert, finanzielle Anreize für mehr Recycling zu schaffen.“
Überhaupt ist die Politik im Zugzwang. Am Beispiel von generellem Plastikmüll in Österreich sowie Müll aus Laborplastik verdeutlicht GLA in einem Blogbeitrag („Plastic Recycling in Austria“, 18.3.21) den dringenden Handlungsbedarf. Die Zielsetzung der EU, die Recyclingraten etwa von Verpackungen von 32 Prozent im Jahr 2018 auf 50 Prozent bis 2025 und 55 Prozent bis 2030 zu steigern, verlangt einen deutlich höheren Einsatz beim Recycling. Die GLA mahnt zum Beispiel an, dass in Österreich PET-Flaschen noch immer ohne Pfand sind und die gesammelten nur zu zwei Dritteln recycelt werden. Dieser Unsinn, etwas zu sammeln und zu sortieren, wenn es dann doch nur verbrannt wird, sollte nach Meinung der GLA aufhören.
Was können Labore in Deutschland oder der Schweiz tun, die keinen Müllsammler wie den Verein „Helfen statt Wegwerfen” engagieren können? „Stöpselsammeln ist ein toller Verein und wir sind sehr froh über die Zusammenarbeit”, sagt Weber, weist aber darauf hin: „GLA und Stöpselsammeln können nicht die Verantwortung für Recycling auf Universitätsebene und darüber hinaus übernehmen. Wir raten Laboren in Deutschland, der Schweiz und auch Österreich, sich zusammenzuschließen und Forderungen an die Politik zu stellen.“
Für Polysytrol, aus dem hauptsächlich Plastik-Petrischalen hergestellt werden, existiert noch keine Recycling-Schiene. Es stellt sich also die Frage, ob die wiederverwendbare Petrischale aus Glas bald ein Revival erleben wird. „In den vergangenen Jahrzehnten ist Forschung immer schneller geworden”, sagt Weber und gibt zu bedenken: „Um mit dem hohen Forschungs-Tempo mitzuhalten, werden immer häufiger Single-Use-Produkte, wie Plastik-Petrischalen, eingesetzt. Wir sollten darüber nachdenken, ob schnellere Forschung, die schnell auch viele Ressourcen verbraucht, wirklich immer die bessere Forschung ist. Wenn wir Zeit haben, auch mal eine Petrischale wieder zu säubern und zu sterilisieren, ist es durchaus möglich, dass wir ein Revival dieser Glasprodukte erleben werden.“
Auch bei größeren Laborgeräten ist laut Weber ein Umdenken nötig. „Neben der Wiederverwendung müssen wir eine Kultur der gemeinsamen Nutzung von Ressourcen in den Laboren aufbauen und teure Laborgeräte reparieren, anstatt immer die neuesten Geräte zu kaufen. Dies dient oft nur dazu, den Gewinn der Unternehmen zu erhöhen, während es der Forschung nicht immer einen Vorteil bringt. So musste beispielsweise eines unserer Labore ein voll funktionsfähiges, fünf Jahre altes Sequenziergerät weggeben (es konnte nicht einmal verkauft werden, und das Unternehmen weigerte sich, die Teile zu recyceln), weil das Unternehmen den Verkauf der Reagenzien-Kits eingestellt hatte. Das Gerät war zwar nach den heutigen Standards der Sequenziertechnik veraltet, deckte aber immer noch den Forschungsbedarf des Labors vollständig ab.“
Solche Erfahrungen befeuern weitere Aktivitäten des GLA: „Wir arbeiten an einer zukünftigen Kollaboration mit Precious Plastic, um das ungenutzte Recycling-Potenzial unseres Laborplastikmülls aufzuzeigen“, erläutert Weber. Precious Plastic Wien ist ein 2018 gegründeter Verein, bei dem sich alles um das Sammeln, Sortieren, Reinigen und Verarbeiten von sortenreinem Kunststoff mit eigens dafür konstruierten Maschinen dreht. Die Wiener gehören zur globalen, stetig wachsenden, on- und offline verbundenen Precious-Plastic-Community, deren gemeinsames Ziel darin besteht, praktische Lösungsansätze für das weltweite Problem der Plastikverschmutzung und -verschwendung zu finden.
Motivierend, fordernd und voller Energie blickt Weber nach vorn: „Die Zeit ist reif für eine Veränderung der Forschung. Wir sind uns bewusst, dass dieser Wandel über die nationalen Grenzen hinausgehen muss und eine internationale Koordinierung von Wissenschaftlern und Institutionen erfordert. Nach dem Start unserer Website und unseres Twitter-Accounts haben uns Forscher aus Europa, aber auch aus Kanada und den USA kontaktiert, um sich mit uns zu vernetzen. Es freut uns sehr, dass daraus mittlerweile auch ähnliche Netzwerke in anderen Ländern, wie zum Beispiel in den Niederlanden entstanden sind (https://www.greenlabs-nl.eu/). Außerdem sind wir Mitbegründer des neuen europäischen Netzwerkes „Sustainable European Laboratories“, kurz SELs. Zu guter Letzt, wollen wir auf unseren kleinen Film über GLA hinweisen, der bei YouTube zu sehen ist (https://youtu.be/R0R0lefc8sY).“