In einer Studie an der Michigan State University hat Ramani Narayan, ein Chemieingenieur und Experte für biologisch abbaubare Werkstoffe, die Grenzen von biologisch abbaubaren Materialien aufgezeigt. Er weist darauf hin, dass kompostierbare Tüten nur bei industrieller Kompostierung schnell abgebaut werden, nicht aber unter vielen Bedingungen in der Umwelt. Was unterscheidet die industrielle Kompostierung von der herkömmlichen Kompostierung, dass solche biologisch abbaubaren Kunststoffe in der Natur schlechter abgebaut werden?
Im Gegensatz zur Kompostierung zu Hause im Garten unter Einfluss natürlicher Gegebenheiten erfolgt die industrielle Kompostierung auf andere Weise. Bei der industriellen Kompostierung werden sämtliche Schwankungen durch die Witterung ausgeschlossen und somit stets auf dem optimalen Niveau für den Prozess der Kompostierung gehalten. Auf diese Weise können die Mikroorganismen effizient arbeiten und die organische Masse optimal abbauen.
Ist es möglich, die häusliche Kompostierung so zu gestalten, dass sie der industriellen Kompostierung ähnelt? Diese Maturaarbeit sucht nach einer Lösung, um Kunststoffe optimal und unter besten Bedingungen abzubauen. Dabei sollen sowohl biologisch abbaubare Kunststoffe als auch herkömmliche Kunststoffe zu Hause abgebaut werden können.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- 3.1 Durchführung der Experimente
- 3.2 Fragestellung
- Theoretische Grundlagen
- 4.1 Abbau: Hydrolyse
- 4.2 Kunststoffsorten
- 4.2.1 Polylactid
- 4.2.2 Polyethylenterephthalat
- 4.2.3 Kompostbeutel / PLA mit Stärke
- 4.2.4 Polyethylen und andere Kettenpolymerisationsprodukte
- 4.3 Lignin
- Material und Methoden
- 5.1 Versuchsreihe 1
- 5.2 Versuchsreihe 2
- 5.3 Bestimmung der Zusammensetzung von Kompostbeuteln
- 5.3.1 Bestimmung durch Stärke Nachweis
- 5.3.2 Bestimmung von Kunststoffkomponenten mit dem IR-Spektrometer
- 5.4 Untersuchung Abbau durch Lungen-Seitling
- 5.4.1 Anbau der Pilzkultur
- 5.4.2 Kunststoff-Präparation für Lungen-Seitling
- 5.5 Untersuchung des Abbaus von Kunststoffen in Kompost
- Resultate
- 6.1 Chemischer Abbau von Kunststoffproben
- 6.1.1 Versuchsreihe 1
- 6.1.2 Versuchsreihe 2
- 6.1.3 Diskussion: Chemische Abbaubarkeit
- 6.1.4 Bestimmung der Zusammensetzung der Kompostbeutel
- 6.1.5 Diskussion der Zusammensetzung der Kompostbeutel
- 6.2 Biologischer Abbau von Kunststoffproben
- 6.2.1 Untersuchung Abbau durch Lungen-Seitling
- 6.2.2 Untersuchung Abbau durch Komposthaufen
- Diskussion
- 7.1 Beantwortung der Leitfragen
- 7.1.1 Unter welchen Umständen kann welcher alltägliche Kunststoff abgebaut werden?
- 7.1.2 In welchen chemischen und biologischen Bedingungen baut sich welcher Kunststoff am schnellsten und am vollständigsten ab?
- 7.1.3 Welche Lebewesen sind in der Lage, auch schwer abbaubare Kunststoffe abzubauen?
- 7.2 Abbau durch Enzyme
- 7.3 Auswirkungen auf die Zukunft
- Schlussfolgerung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Maturaarbeit befasst sich mit der Erforschung der chemischen und biologischen Abbaubarkeit von Kunststoffen im Alltag. Das Ziel ist es, die Bedingungen zu ermitteln, unter denen Kunststoffe abgebaut werden können, da dies ein aktuelles Problem mit noch unbekannter Lösung darstellt.
- Untersuchung der chemischen und biologischen Bedingungen für den schnellsten und vollständigsten Abbau von Kunststoffen
- Analyse der Fähigkeit von Lebewesen, schwer abbaubare Kunststoffe zu zersetzen
- Bewertung der Abbaubarkeit verschiedener Kunststoffe, wie PLA, PET und Kompostbeutel
- Ermittlung der Faktoren, die den biologischen Abbau von Kunststoffen durch Pilze und Komposthaufen beeinflussen
- Diskussion von Möglichkeiten zur Verbesserung der Abbaubarkeit von Kunststoffen, insbesondere von PET
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung führt in die Thematik der Kunststoffabbaubarkeit ein und stellt die Fragestellungen der Arbeit vor. Das Kapitel „Theoretische Grundlagen“ erklärt die Prinzipien des Abbaus von Kunststoffen, insbesondere durch Hydrolyse, und beschreibt die Eigenschaften verschiedener Kunststoffarten, wie PLA, PET und Kompostbeutel. In „Material und Methoden“ werden die verschiedenen Versuchsreihen und die Methode zur Bestimmung der Zusammensetzung von Kompostbeuteln detailliert beschrieben. Die Ergebnisse der chemischen und biologischen Abbauversuche werden im Kapitel „Resultate“ präsentiert. Die Diskussion der Ergebnisse und die Beantwortung der Leitfragen erfolgt im Kapitel „Diskussion“. Die Arbeit schließt mit einer Zusammenfassung der wichtigsten Erkenntnisse und Schlussfolgerungen im Kapitel „Schlussfolgerung“.
Schlüsselwörter
Kunststoffabbaubarkeit, Hydrolyse, Polylactid (PLA), Polyethylenterephthalat (PET), Kompostbeutel, Lignin, Pilze, Komposthaufen, Mikroplastik, Umweltverschmutzung.
- Quote paper
- Anonym (Author), 2024, Biologischer und chemischer Abbau von Kunststoffabfällen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1458964
