Mikroplastik Mapping in Deutschland und Europa
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Effiziente Mikroplastik-Entfernung aus Prozesswasser spart Wasser, Energie und Kosten
Worum geht es? Prozesswasser ist Wasser, das innerhalb eines Produktionsprozesses eine technische Funktion erfüllt, etwa Kühlen, Spülen oder Mahlen. Wird es dabei mit Kunststoffpartikeln kleiner fünf Millimeter belastet, spricht man von Mikroplastik im Prozesswasser. Anders als bei kommunalem Abwasser liegen Herkunft, Polymerspektrum und Belastungshöhe hier fest und sind messbar. Genau das macht Prozesswasser zu einem Ansatzpunkt, an dem sich Rückhalt vergleichsweise wirksam und kostengünstig realisieren lässt.
Es wird nicht einfacher. Das ist uns allen klar. Steigende gesetzliche Regulationen für Polymere, Kunststoffe und Mikroplastik, hohe Kosten für Wasser, Abfälle, Energie, Chemikalien und die Instandhaltung von Anlagen sowie komplexe Verschmutzungsszenarien – Unternehmen, die in ihren Prozessen viel Wasser, Polymere und weitere Chemikalien einsetzen, stehen vor der Herausforderung ihr Umwelt-, Abfall- und Ressourcenmanagements neu auszurichten.
Mit Wasser 3.0 PE-X® steht eine adaptive Komplettlösung für ein Verfahrens-Upgrade für die industrielle Wasserbehandlung zur Verfügung. Der Schwerpunkt des Verfahrens, das auf organosilanbasierter Agglomerations-Fixierung, filterfreier Abtrennung und kreislaufwirtschaftliche orientierte Prozesse setzt, liegt in der Entfernung von Mikroplastik. Belegt sind bislang die Rückhaltleistung und die Wiederverwendbarkeit des behandelten Wassers: In einem Pilotversuch an einer Verpackungsproduktion wurden 97,4 % des Mikroplastiks nach Masse und 99,1 % nach Partikelzahl zurückgehalten, der CSB sank um 78,8 %, und bis zu 80 % des Prozesswassers konnten wiederverwendet werden (Clean Technol. 2025, 7, 67). Aussagen zu Anschaffungs- und Betriebskosten sind standortabhängig und werden weiter unten gesondert eingeordnet.
Mikroplastik – Gefahr erkannt, Gefahr gebannt?
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FAKTENCHECK-HINWEIS Wie die Prozentangaben zu lesen sind: Entfernungsraten werden je nach Fragestellung über die Masse, über die Partikelzahl oder über die abfiltrierbaren Stoffe bestimmt. Die drei Werte weichen im selben Versuch deutlich voneinander ab. Für die Verpackungsproduktion liegen sie bei 97,4 % nach Masse und 99,1 % nach Partikelzahl (Clean Technol. 2025, 7, 67). Die Nachweisgrenze der eingesetzten Analytik beträgt 10 µm; kleinere Partikel gehen in keine der Angaben ein. |
Mikroplastik im Wasserkreislauf ist als globales und stetig wachsendes Umweltproblem, dank Schlagwort-Journalismus und Hiobsbotschaften-Kommunikation im Bewusstsein der Menschen angekommen.
Die kleinen kunststoffbasierten Partikel kleiner fünf Millimeter wurden von der Arktis über die Tiefsee bis zum Mount Everest, in Lebensmitteln, Tieren und Menschen nachgewiesen. Ihr Gefährdungspotential für Mensch und Umwelt wurde vielfach wissenschaftlich untersucht und mittlerweile auch mehr und mehr über Gefahren berichtet.
Für aquatische Organismen sind physikalische Effekte wie Aufnahme, Verletzung und verringerte Nahrungsaufnahme in zahlreichen Laborstudien beschrieben; die Übertragbarkeit auf Freilandkonzentrationen ist Gegenstand laufender Forschung. Für den Menschen ist der Nachweis von Partikeln in Geweben und Körperflüssigkeiten mehrfach publiziert. Ein kausaler Zusammenhang zwischen Mikroplastik- oder Nanoplastik-Exposition und konkreten Krankheitsbildern wie Krebs, Organversagen oder Schlaganfall ist nach gegenwärtigem Stand nicht belegt; vorliegende Befunde sind assoziativ. Der Unterschied zwischen Nachweis, Assoziation und Kausalität ist hier entscheidend. Trotz des Wissens um das Risikopotential, welches von Mikroplastik ausgeht, wird bislang wenig aktiv gegen dessen Ausbreitung unternommen.
Gesetze und Regulationen am Horizont sichtbar
Gesetzliche Regulationen gegen den bislang ungehinderten Eintrag von Mikroplastik in die Umwelt zeichnen sich auf europäischer und nationaler Ebene ab. Seit Erscheinen dieses Beitrags sind sie konkret geworden: Die Neufassung der EU-Kommunalabwasserrichtlinie, Richtlinie (EU) 2024/3019, ist am 01.01.2025 in Kraft getreten, senkt die Anwendungsschwelle von 2.000 auf 1.000 Einwohnerwerte, schreibt eine vierte Reinigungsstufe für Mikroschadstoffe vor und verpflichtet die Mitgliedstaaten nach Artikel 17 erstmals zur Überwachung von Mikroplastik. Die Umsetzungsfrist endet am 31.07.2027. Ein Emissionsgrenzwert für Mikroplastik ist darin nicht enthalten. Für Unternehmen, die Polymere und Kunststoffe erzeugen, verarbeiten oder entsorgen, bedeutet das die Neuausrichtung ihres Umwelt-, Abfall- und Ressourcenmanagements.
Denn Mikroplastik fällt überall dort an, wo Polymere bzw. Kunststoffe sind. Diese finden sich nicht nur in Produkten wie Verpackungen, synthetischen Textilien und Autoreifen. Sie sind auch Bestandteile in Kosmetika, Putz- und Düngemitteln, Beschichtungen und Lacken sowie Hilfsmittel in verschiedensten industriellen Prozessen, wie der Papierherstellung.
Übersicht über Polymere in unterschiedlichen Produkten, Zuordnung und Regulation aus der Sicht des Mikroplastiks ©Wasser 3.0
Mikroplastik-Partikel und gelöste Schadstoffe: Kostentreiber in industriellen Prozessen
Die weltweite Kunststoffproduktion liegt in der Größenordnung von rund 400 Millionen Tonnen pro Jahr, hergestellt aus über 200 Polymerarten. Polymere sind in vielen Applikationsformen und -arten elementare Bestandteile industrieller Produktionsprozesse, ebenso wie Wasser. Sie führen oftmals zu hohen Betriebskosten für Anlagen, die durch Polymere, Kunststoffe oder Mikroplastik wartungsintensiv sind.
Hinzukommt, dass viele industrielle Abwässer weitreichend mit Mikroplastik, löslichen Polymeren (diese zählen zu den Mikroschadstoffen und nicht zu Mikroplastik), und weiteren Schadstoffen belastet sind. Wie hoch die Belastung sein kann, zeigen eigene Messungen: 1.725 ± 377 mg/L Mikroplastik und 7.570 ± 1.339 mg/L CSB im Rohabwasser einer Verpackungsproduktion (Clean Technol. 2025, 7, 67) sowie 8.450–9.940 mg/L CSB im Abwasser eines Kunststoffverarbeiters (Water 2025, 17, 671). Diese komplexen und vielfältigen Verschmutzungsszenarien können in herkömmlichen – industriellen wie kommunalen – Kläranlagen nicht adäquat gereinigt werden. Belegt ist das auch für weitergehende Reinigungsstufen: Im Vergleich dreier kommunaler Kläranlagen mit zwei, drei und vier Reinigungsstufen fanden sich keine signifikanten Unterschiede in der Mikroplastikkonzentration des Ablaufs (Water 2025, 17, 711). Die Folgen sind steigende Abwassergebühren, weil nachgerüstet werden muss, dazu hohe Kosten für die Reststoffentsorgung und zunehmende Auflagen für industrielle Einleiter in Gewässer und Kanalisation.
Die Mikroplastik-reduzierte Produktion und Sekundärstoffverwertung
Nicht nur der Blick in die Zukunft der Gesetzgebung lässt es sinnvoll erscheinen, sich dem Thema Mikroplastik in industriellen Wässern zuzuwenden. Wasser, Abfälle und Energie sind belastende Faktoren für die ökonomische und ökologische Bilanz von Unternehmen.
Sie alle verändern sich mit der Implementierung des Verfahrens Wasser 3.0 PE-X® messbar; die Richtung und der Umfang der Veränderung hängen von der Anlagenauslegung ab und werden in der Ökobilanz je Szenario ausgewiesen (Water 2025, 17, 671). Der ganzheitlichen Prozessbetrachtung und kreislaufwirtschaftlichen Prozessgestaltung kommen dabei tragende Rollen zu.
Der Clou liegt nämlich nicht nur im Verfahren, sondern auch darin, dass die Mikroplastik-Agglomerate im weiteren Verlauf kreislaufwirtschaftlich weiterverwendet werden.
Anwendungen im Bausektor sind möglich. In der Ökobilanz wurde der Einsatz der getrockneten Agglomerate als Füllstoff in Betonmischungen anstelle von Quarzsand modelliert; dieser Pfad ist bislang als Szenario gerechnet, nicht als laufende Praxis dokumentiert. Durch diesen Schritt reinigen industrielle und kommunale Kläranlagen nicht nur das Abwasser effizient und einfach, sondern nutzen gleichzeitig auch Abfallströme weiter. Eine Produktion mit deutlich reduziertem Mikroplastik-Austrag ist damit möglich.
Der Begriff „mikroplastikfrei" wird bewusst nicht verwendet, weil eine Freiheitsaussage einen Nachweis unterhalb der Bestimmungsgrenze voraussetzen würde, der bei einer Nachweisgrenze von 10 µm nicht zu führen ist.
Mikroplastik-Entfernung als Hebel für die ressourcen- und energiesparende Prozessoptimierung
Um die mikroplastik-reduzierte Produktion mittels Wasser 3.0 PE-X® zu erreichen, werden sowohl das vom Grundsatz her minimalistische und modulare Anlagendesign als auch die eingesetzten Hybridkieselgele passgenau adaptiert. Entsprechend der prozessualen Anforderungen an Separation, Zeit und Wassermenge wurde die Anlage so konzipiert, dass in einem Durchgang batchweise definierte Abwassermengen verarbeitet werden können. Bei einer Behältergröße von 200 l werden hier rund 2 m² Platz benötigt. Die Anlage konnte somit leicht in die bestehende Prozessumgebung integriert werden.
Für das Verfahren liegt eine peer-reviewte Ökobilanz vor (Puhar et al., Water 2025, 17, 671). Sie bilanziert Bau, Betrieb und Entsorgung über eine angenommene Nutzungsdauer von 30 Jahren bei 2.000 m³ behandeltem Abwasser pro Jahr, bezogen auf die funktionelle Einheit 1 m³. Ergebnis: 25,4 kg CO₂-Äquivalente je m³ für die untersuchte Pilotanlage und 1,0 kg CO₂-Äquivalente je m³ für ein optimiertes, kreislaufgeführtes Konzept. Haupttreiber der Belastung im Pilotbetrieb ist das Polyester-Filtervlies mit 36,7 km Verbrauch pro Jahr. In 10 von 11 Wirkungskategorien sinken die Belastungen im optimierten Konzept um 78 bis 97 %; in der Kategorie Eutrophierung steigen sie an, weil der Endlos-Bandfilter mehr Strom benötigt. Diese Zahlen sind ein Vergleich zweier eigener Anlagenvarianten, keine Aussage über Wettbewerbstechnologien.
Zu den Kosten lassen sich nach heutigem Belegstand nur standortbezogene Aussagen treffen. Für das Verfahren dokumentiert sind der Stromverbrauch von 0,8 kWh je m³ behandeltem Abwasser, der Dosierbedarf von 1,0 mL Organosilan je m³ sowie die jährliche Aktivkohlemenge von 175 L bei 2.000 m³ Durchsatz (Water 2025, 17, 671). Eine allgemeine Einsparquote für Investitions- oder Gesamtbetriebskosten geben wir nicht an, weil sie von Standort, Anlagengröße und Betrachtungszeitraum abhängt.
Potentiale für mehr Klima- und Umweltschutz bei gleichzeitiger Kostensenkung
Das Verfahren wurde inzwischen in mehreren kunststoff- und wasserintensiven Betrieben sowie an kommunalen Kläranlagen erprobt; die veröffentlichten Entfernungsraten liegen zwischen 86 ± 8 % und 99,1 % nach Partikelzahl.
Neben der Verbesserung der Wasserqualität werden folgende Effekte messbar: Wiederverwendung von bis zu 80 % des Prozesswassers (Clean Technol. 2025, 7, 67), Rückgewinnung der Agglomerate als Sekundärrohstoff und Reduktion der CSB-Fracht um 78,8 bis 96 % je nach Anlage und Abwasser. Eine Netto-Einsparung von CO₂-Emissionen wird hier bewusst nicht behauptet: Die Ökobilanz weist für die Behandlung selbst ein positives Treibhauspotenzial aus, das erst im optimierten Kreislaufkonzept auf 1,0 kg CO₂-Äq. je m³ sinkt. Die Zuordnung zu den UN-Nachhaltigkeitszielen ist eine Zielorientierung und keine geprüfte Zertifizierung.
Mit der Implementierung der mikroplastikarmen Produktion kommen Unternehmen, die Kunststoffe produzieren, verarbeiten und entsorgen im Zeitalter von Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft an. Ob sich die Investition rechnet, hängt vom Einzelfall ab. Die wirtschaftlichen Hebel sind benennbar: eingesparte Frischwassermenge, vermiedene Abwassergebühren über die CSB-Fracht, vermiedene Entsorgungskosten und der Erlös aus der Verwertung der Agglomerate. Ob die Summe dieser Posten die Investitions- und Betriebskosten übersteigt, wird in der Machbarkeitsstudie für den konkreten Standort berechnet. Eine allgemeine Aussage, dass Umweltschutz in diesem Anwendungsfall stets zu Kostensenkungen führt, ist nicht belegt.
Und wann starten Sie?
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TRANSPARENZHINWEIS ZU QUELLEN UND DATENSTAND Die Ökobilanzwerte beziehen sich auf die funktionelle Einheit von einem Kubikmeter behandeltem Abwasser, berechnet nach der CML-Methode mit openLCA 2.0 und Ecoinvent 3.9 bei einer angenommenen Nutzungsdauer von 30 Jahren und 2.000 m³ Durchsatz pro Jahr. Kostenangaben sind standortabhängig; eine allgemeine Einsparquote wird bewusst nicht genannt. Angaben zur weltweiten Kunststoffproduktion sind als Größenordnung dargestellt, weil belastbare Jahreswerte nur aus der jeweils aktuellen Primärstatistik zu entnehmen sind. Stand der Recherche: September 2026. |
