Mikroplastik stellt ein ernsthaftes Umwelt- und Gesundheitsproblem dar, insbesondere in Bezug auf Abwässer, die aus Waschmaschinen stammen. Diese Geräte sind wesentliche Quellen für winzige Kunststoffpartikel, die durch den Abrieb von Textilien in die Umwelt gelangen. Eine Gruppe von Forschenden an der Universität Bonn hat nun einen neuartigen Filter entwickelt, der auf dem biologischen Vorbild der Kiemenreusensysteme von Fischen basiert. Dieser innovative Ansatz könnte eine bedeutende Lösung zur Reduzierung von Mikroplastik in Abwässern darstellen. Die Ergebnisse dieser vielversprechenden Forschung wurden in der Fachzeitschrift „npj emerging contaminants“ veröffentlicht.
Jährlich können Waschmaschinen in einem durchschnittlichen Haushalt bis zu 500 Gramm Mikroplastik produzieren. Diese Partikel gelangen über das Abwasser in Kläranlagen und gelangen oft über Klärschlamm, der als Dünger verwendet wird, zurück auf die Felder. Die Notwendigkeit, Mikroplastik aus Waschmaschinenabwasser zu entfernen, ist dringend, da die gesundheitlichen Auswirkungen dieser Partikel, die bereits in Muttermilch, Plazenta und sogar im menschlichen Gehirn nachgewiesen wurden, besorgniserregend sind.
Traditionelle Filtermethoden bieten oft nicht die gewünschte Effektivität oder verstopfen schnell, was ihre Anwendbarkeit einschränkt. Dr. Leandra Hamann und ihr Team haben sich daher entschlossen, eine Lösung in der Tierwelt zu suchen, insbesondere bei Fischen, die seit Millionen von Jahren durch Filtration Nahrung aufnehmen. Arten wie Makrelen und Sardinen nutzen ein spezialisiertes Kiemenreusensystem, das es ihnen ermöglicht, Plankton effektiv aus dem Wasser zu filtern, während sie durch das Meer schwimmen.
Die Forschenden haben das Kiemenreusensystem dieser Fische genau untersucht und ein Filterdesign entwickelt, das den natürlichen Mechanismen nachempfunden ist. Dieses System hat die Form eines Trichters, der am Eingang weit und zum Schlund hin schmal wird. Die Struktur wird durch Kiemenbögen gebildet, die mit zahnartigen Rechen besetzt sind, was eine feinmaschige Filterung ermöglicht. Beim Schwimmen durch das Wasser wird es durch diesen Trichter geleitet, wobei das Wasser gefiltert und planktonhaltige Partikel zurückgehalten werden. Diese Form ermöglicht es den Partikeln, in Richtung Schlund zu rollen, wodurch eine Selbstreinigung des Systems erfolgt und ein Verstopfen verhindert wird.
Der neu entwickelte Filter kann mehr als 99 Prozent des Mikroplastiks aus dem Abwasser entfernen, ohne sich dabei schnell zu verstopfen. Dies wurde durch eine Kombination von experimentellen Tests und Computersimulationen erreicht, die es den Forschenden ermöglichten, die optimalen Parameter für die Filtereffizienz zu finden. Der Filter benötigt keine aufwändige Mechanik, was die Herstellung kostengünstig gestaltet. Das gesammelte Mikroplastik wird kontinuierlich aus dem Filterausgang entfernt und kann nach einigen Wäschen in Form von kompakten Pellets entnommen werden.
Die Technologie hat bereits in Deutschland ein Patent erhalten, und die Forscher planen, eine EU-weite Patentanmeldung zu beantragen. Ihre Hoffnung ist es, dass Hersteller diese Filtertechnologie weiterentwickeln und in zukünftige Generationen von Waschmaschinen integrieren. Dies könnte einen bedeutenden Schritt zur Minderung der Mikroplastikverschmutzung darstellen und somit zur Verbesserung der Umwelt und der menschlichen Gesundheit beitragen.
Zusammenfassend zeigt diese Forschung, wie Inspiration aus der Natur in der modernen Technik angewandt werden kann, um drängende Umweltprobleme anzugehen. Die Entwicklung eines Mikroplastik-Filters, der auf dem effektiven Filtrationssystem von Fischen basiert, könnte eine Schlüsselrolle bei der Bekämpfung der Mikroplastikverschmutzung spielen. Es bleibt zu hoffen, dass diese Innovation bald in der Praxis umgesetzt wird und dazu beiträgt, die Umweltbelastung durch Mikroplastik signifikant zu reduzieren.
