Kunststoffzersetzung

Mit Mehlwürmern gegen Plastikabfall

Pressemitteilung / 3.5.2017

Die Verschmutzung der Umwelt durch Plastik ist derzeit so hoch wie nie zuvor. Fraunhofer UMSICHT forscht an umweltfreundlichen Prozessen zum Kunststoffabbau und bedient sich dafür kleinen biologischen Helfern: Mehlwurmlarven, die Plastik verwerten und als organische Substanzen wieder ausscheiden.

Mehlwurmlarven
© Foto Fraunhofer UMSICHT

Mehlwurmlarven in Messbecher mit Styropor.

© Foto Fraunhofer UMSICHT

Die Larven zersetzen das Polystyrol und scheiden es als organische Substanzen wieder aus.

Ob Plastikflaschen oder -tüten: Viele industriell genutzte Kunststoffe sind in der Umwelt nicht abbaubar und verschmutzen weltweit Landschaften und Gewässer. Aufgrund dieser  Entwicklung stellt die Kunststoffzersetzung auf umweltverträgliche Weise derzeit ein relevantes Forschungsthema dar. Beim Kampf gegen Plastikmüll setzen Forscher deshalb neben Mikroorganismen, Pilzen oder isolierten Enzymen vermehrt auch auf Insekten: So konnte kürzlich eine spanische Forscherin zeigen, dass die Larven der Großen Wachsmotte den Kunststoff Polyethylen (PE) in relativ kurzer Zeit zersetzen können – zumindest schneller, als es Bakterien in vergangenen Versuchen schafften. Die Kombination einer mechanischen Zerkleinerung durch die Beißwerkzeuge des Insekts und einer nachfolgenden mikrobiellen Zersetzung im Darm ist offenbar besonders leistungsfähig.

Ähnliche Ergebnisse zeigt auch die Forschung der Biologiestudentin Elma Mehovic, die für ihre Abschlussarbeit am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT in Oberhausen und an der Heinrich-Heine Universität Düsseldorf den Abbau von Polystyrol durch Mehlwürmer untersucht. Der Kunststoff, der durch die Polymerisation von Styrol gewonnen wird, findet im Rahmen der energetischen Sanierung von Altbauten durch Wärmedämmung, aber auch in der Verpackungsindustrie vielfältigen Einsatz. »Mehlwurmlarven haben auf ihrem Biofilm im Darm unterschiedliche Bakterien, die das Polystyrol zersetzen«, erklärt Elma Mehovic. Auf diese Weise können sich Mehlwürmer ohne großen Aufwand durch Styropor fressen und dabei den Kunststoff gleichzeitig auf natürlichem Wege abbauen.

Aus Plastik wird Fischfutter

Im Rahmen ihrer Arbeit, die sie am Institut für Stoffwechselphysiologie in der Arbeitsgruppe Ökophysiologie und bei Fraunhofer UMSICHT durchführt, versucht Mehovic nun herauszufinden, unter welchen Rahmenbedingungen die Mehlwurmlarven das Polystyrol optimal verwerten. Dabei untersucht die junge Forscherin insbesondere den Einfluss der Umgebungstemperatur und der Luftfeuchtigkeit auf das Fressverhalten der Larven. In einem nächsten Schritt soll dann geprüft werden, ob sich die Ergebnisse von Polystyrol auch auf andere Massenkunststoffe übertragen lassen. In einem letzten Schritt wird Elma Mehovic schließlich die Darmbakterien der Mehlwurmlarven untersuchen und prüfen, inwieweit es möglich ist diese nach einer Extraktion zu vermehren und in Abbauprozesse in der Industrie, in Mülldeponien oder in Klärwerken einzusetzen.

Die Wirkung der Mehlwürmer beschränkt sich übrigens nicht nur auf den biologischen Abbau von Kunststoffen: »Die Larven wandeln das Polystyrol in Biomasse für den eigenen Organismus um. Die Mehlwürmer lassen sich dann im Anschluss beispielsweise als hochwertiges Fischfutter weiterverwenden«, so Mehovic. Auch wenn noch zahlreiche Fragen zur ökologischen Gesamtbilanz oder zu einer denkbaren technischen Umsetzung offen sind, scheinen daher die Insekten einen neuen vielversprechenden Weg im Umgang mit Kunststoffabfällen aufzuzeigen.