Kunststoffe sind in unterschiedlichsten Anwendungen präsent: von Verpackungen über Konsumgüter bis hin zu technischen Produkten. Dabei kommen zahlreiche chemische Substanzen zum Einsatz, über deren Wirkungen auf Umwelt und Gesundheit bislang nur lückenhafte Informationen vorlagen. Eine Studie liefert nun eine systematische Übersicht über Chemikalien in Kunststoffen und bietet eine wissenschaftlich fundierte Klassifikation hinsichtlich potenzieller Risiken.

Datenbank umfasst über 16.000 Substanzen

Die von einem internationalen Forschungsteam entwickelte Datenbank „PlastChem“ enthält Angaben zu insgesamt 16.325 Chemikalien, die nach aktuellem Wissensstand in Kunststoffen vorkommen können – entweder als Hauptbestandteil, Additiv oder als unerwünschte Nebenkomponente. Mindestens 4.200 dieser Stoffe wurden als potenziell bedenklich eingestuft.

„Es mag entmutigend erscheinen, sich mit der grossen Anzahl problematischer Kunststoffchemikalien auseinanderzusetzen, aber unsere Studie liefert die Werkzeuge dafür. Die chemische Zusammensetzung der Polymere zu vereinfachen, ist dabei eine Voraussetzung für den Übergang zu einer sicheren und nachhaltigen Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe“, sagte Zhanyun Wang, Mitautor der Studie und Wissenschaftler an der Empa.

An der Studie beteiligt waren unter anderem Forschende der Empa, der Eawag sowie der Norwegian University of Science and Technology (NTNU) in Trondheim.

Ansätze zur Risikobewertung und Stoffreduktion

Die Studie zeigt, dass problematische Substanzen in vielen wichtigen Kunststoffarten identifiziert wurden – darunter auch in Anwendungen mit engem Kontakt zum Menschen wie Lebensmittelverpackungen.

„Kunststoffe können unbekannte Substanzen wie Verunreinigungen, Fremdstoffe oder Abbauprodukte enthalten und freisetzen. Die Toxizität der aus Kunststoffen freigesetzten Chemikalien kann mithilfe von Bioassays bewertet werden, einer praktischen Alternative zur chemischen Analyse. Dieser vielversprechende Ansatz muss weiterentwickelt werden, um in Zukunft breitere Anwendung zu finden“, erklärte Ksenia Groh, Mitautorin und Gruppenleiterin für Bioanalytik an der Eawag.

Drei Handlungsfelder für sicherere Kunststoffe

Basierend auf den Ergebnissen identifizieren die Forschenden drei zentrale Strategien zur Reduktion potenzieller Risiken:

• Vermeidung potenziell bedenklicher Chemikalien – durch gezielte Substitution oder regulatorische Maßnahmen.
• Mehr Transparenz – insbesondere in Bezug auf die Zusammensetzung und Verwendung chemischer Inhaltsstoffe.
• Chemisch vereinfachte Polymerdesigns – um sowohl Sicherheit als auch Wiederverwertbarkeit zu verbessern.

„Es gibt aktuell eine grosse Dynamik, Kunststoffe sicherer zu machen. Unsere Studie liefert die wissenschaftliche Basis, um dieses Ziel zu erreichen und die menschliche Gesundheit und die Umwelt besser vor bedenklichen Chemikalien in Kunststoffen zu schützen“, so Laura Monclús, Hauptautorin der Studie und Forscherin am Norwegian Geotechnical Institute (NGI).

„Kunststoffe sollten eigentlich gar keine schädlichen Chemikalien enthalten. Wissenschaftliche Untersuchungen zeigen jedoch, dass sie einerseits absichtlich verwendet werden oder aber unbeabsichtigt in allen Arten von Kunststoffen vorhanden sind. Dies unterstreicht die Notwendigkeit, Kunststoffe sicherer zu machen“, sagte Martin Wagner, Hauptautor der Studie und Professor an der NTNU.