In den letzten zehn Jahren haben sich biologisch abbaubare Verpackungen zu einer sinnvollen Alternative zu solchen aus Kunststoffen entwickelt. Sie bestehen aus Biopolymeren, d.h. Polymeren aus natürlich vorkommenden Molekülen. Sie werden oft in Verbindung mit Metallbehältern verwendet, um verderbliche Waren wie Lebensmittel und Kosmetika abzudichten. Bei der Verwendung in Verbindung mit Metallbehältern werden sie typischerweise in Form von Folien, Beschichtungen und Tüten verwendet.
Der Einsatz von Kunststoffprodukten hat in den letzten 20 Jahren stark zugenommen. Dieser Anstieg des Kunststoffverbrauchs hat dazu beigetragen, dass der Preis für Erdöl in die Höhe schießt und sogar die Preise für Lebensmittel und landwirtschaftliche Rohstoffe übertroffen wurden. Der gestiegene Ölpreis hat noch mehr Produzenten dazu veranlasst, biologisch abbaubare Materialien in Verpackungen zu verwenden, da sie aus billigeren Rohstoffen hergestellt werden können [1]. Diese biologisch abbaubaren Verpackungsformen werden im Allgemeinen als positive Verbesserung gegenüber ihren kunststoffbasierten Alternativen angesehen. Auch wenn dies der Fall ist, haben biologisch abbaubare Materialien sowohl positive als auch negative Auswirkungen auf die Gesundheit von Umwelt und Mensch.
Ökologisches Gleichgewicht
Die Auswirkungen eines Produkts auf die Umwelt werden durch eine Lebenszyklusanalyse (LCA) ermittelt. Dabei werden alle Auswirkungen eines Produkts von der Herstellung bis zum vollständigen Abbau betrachtet [1]. Biologisch abbaubare Polymere sind in fast allen Bereichen besser für die Umwelt als Kunststoffe. Sie verbrauchen weniger fossile Brennstoffe, verursachen weniger Abwasser, weniger Luftverschmutzung und weniger Schäden an den natürlichen Funktionen des Ökosystems. Eines der Hauptprobleme bei der Herstellung von Kunststoffen ist der Energiebedarf, der zur Freisetzung von Treibhausgasen und zur globalen Erwärmung führt. Die Herstellung von biologisch abbaubaren Polymeren benötigt nachweislich deutlich weniger Energie als ie von Kunststoffen und liegt im Bereich von 25-54 MJ/Kg Energie im Vergleich zu 77-81 MJ/Kg bei Kunststoffen [1] [2] [3].
Auch wenn biologisch abbaubare Polymere viel besser für die Umwelt sind als Kunststoffe, haben sie dennoch eigene negative Auswirkungen. Der Produktionsprozess erfordert fossile Energieträger, die den Klimawandel begünstigen. Darüber hinaus kann die übermäßige Nutzung von Agrarprodukten für Biopolymere die Leistungsfähigkeit von dezentralen Ökosystemen belasten, indem man sich für ein Monokultursystem einsetzt. Dies kann zu einer verminderten Bodenfruchtbarkeit in einer bestimmten Region führen und den Ertrag landwirtschaftlicher Produkte maßgeblich verringern. Schließlich wird mit zunehmender Menge an biologisch abbaubaren Verpackungen die Nachfrage nach den in ihrer Produktion verwendeten Agrarprodukten steigen [1][4]. Dieser Bedarf muss durch eine Zunahme der landwirtschaftlichen Erträge gedeckt werden, was bedeutet. Dies erfordert die Umwandlung von mehr natürlichen Flächen in landwirtschaftliche Nutzflächen und folglich die Veränderung natürlicher Ökosysteme.
Gesundheit des Menschen
Die Auswirkungen von Biopolymeren auf die menschliche Gesundheit werden noch untersucht, doch einige Trends sind bereits erkennbar. Biopolymere aus Kohlenstoffketten haben nachweislich keine direkten negativen Auswirkungen auf die Gesundheit von Menschen oder auf dem Land lebenden Lebewesen. Für das Meeresleben hat sich gezeigt, dass sie die Sauerstoffaufnahme durch die Kiemen reduzieren. Insgesamt zerfallen Biopolymere jedoch in relativ gutartige Substanzen, die minimale direkte Gesundheitsprobleme verursachen.
Die meisten der negativen gesundheitlichen Auswirkungen von Biopolymeren sind sekundär. Wie bei jeder Produktionsform, die Treibhausgase freisetzt, erzeugt die Biopolymerproduktion Rauch, der zu Atemwegsproblemen wie Asthma führen kann. Darüber hinaus wird die gestiegene Nachfrage nach Agrarprodukten die Landwirte dazu veranlassen, mehr Düngemittel zu verwenden, die nachweislich zu Krebs und anderen schädlichen Krankheiten führen. Düngemittel werden von den Arbeitern, die sie verwenden, den Verbrauchern, die sie essen, und durch den Verbrauch von kontaminiertem Wasser aufgenommen [8].
Die Herstellung von Biopolymeren und Kunststoffen hat negative Auswirkungen auf die Gesundheit, die mit der Nutzung fossiler Brennstoffe verbunden sind. Biopolymere sind jedoch in wesentlich geringerem Maße betroffen. Kunststoffe beanspruchen wesentlich mehr fossile Brennstoffe als Biopolymere. Weniger Treibhausgase bedeuten weniger chronische Krankheiten wie Krebs und Unterernährung [7]. Derzeit sind 12% der Weltbevölkerung unterernährt und der Klimawandel hat das Problem verschärft. Darüber hinaus hat die schwere Unterernährung von Kindern und Jugendlichen durch Verschwendung in alarmierender Weise zugenommen, wie beispielsweise in Südasien, wo fast 17% aller Kinder unter 5 Jahren betroffen sind [6]. 
Biopolymere zerfallen im Gegensatz zu Kunststoffen in natürlich vorkommende Polymere. Kunststoffe können Hunderte von Jahren in Anspruch nehmen, um sich vollständig zu zersetzen und geben dabei häufig toxische Verbindungen ab. Toxine aus Kunststoff töten nachweislich hilfreiche Bakterien in der Umwelt und die Bioakkumulation bei Fischen [9]. Biopolymere bilden hingegen natürliche Moleküle, die in der Natur häufig vorkommen. Sie setzen keine Giftstoffe frei und integrieren sich leicht in natürliche Ökosysteme [4].
Biopolymere und biologisch abbaubare Verpackungen haben eine Vielzahl von negativen und positiven Auswirkungen. Als gängige Alternative zu Kunststoffverpackungen haben sie jedoch vor allem eine wesentlich geringere CO2-Bilanz. Darüber hinaus haben sie insgesamt minimale gesundheitliche Auswirkungen und führen nicht direkt zu gesundheitlichen Problemen für den Menschen. Allerdings nutzt ihre Produktion auch weiterhin fossile Brennstoffe zur Energiegewinnung und fördert den Einsatz von schädlichen Düngemitteln und Pestiziden. Es ist allgemein anerkannt, dass biologisch abbaubare Verpackungen, insbesondere in Verbindung mit anderen Formen wie Metallverpackungen, eine gute Alternative zu Kunststoff sind.
Erfahren Sie hier mehr über nachhaltige Verpackungen.
Referenzen
- [1] Cruz-Romero, Malco. “Crop-Based Biodegradable Packaging and Its Environmental Implications.” CAB Reviews: Perspectives in Agriculture, Veterinary Science, Nutrition and Natural Resources, vol. 3, no. 074
- [2] "BP Statistical Review of World Energy 2010," British Petroleum, 2010.
- [3] Boustead, I. Eco-Profiles Of The European Plastics Industry (HDPE). Plasticseurope, 2005, http://www.inference.org.uk/sustainable/LCA/elcd/external_docs/hdpe_311147f2-fabd-11da-974d-0800200c9a66.pdf.
- [4] Gross, Richard, und Bhanu Kalra. "Biodegradable Polymers for The Environment". Science, vol 297, 2002, Accessed 14 Oct 2018.
- [5] Marambio-Jones, C. & Hoek, E.M.V. ”Nanomaterials and Potential Implications for Human Health and the Environment”. J Nanopart Res (2010) 12: 1531.
- [6] "Malnutrition - UNICEF DATA". UNICEF, 2018, https://data.unicef.org/topic/nutrition/malnutrition/.
- [7] Luber, George, and Natasha Prudent. "Climate Change And Human Health". Trans Am Climatological Association, vol 120, 2009, pp. 113-117.
- [8] Weisenburger, Dennis. "Human Health Effects Of Agrichemical Use". Human Pathology, vol 24, no. 6, 1993, pp. 571-576.
- [9] Flint, Shelby et al. "Bisphenol A Exposure, Effects, And Policy". Journal Of Environmental Managament, vol 104, 2012, pp. 19-34.
