Mikroplastik – Messmethoden für haushaltsübliche Waschmaschinen
Unsere Auseinandersetzung mit einem globalen Problem – von der Idee bis zur Umsetzung.
Einleitung
Mikroplastik in der Wäsche
Das Waschen von synthetischen Textilien (wie Polyester, Nylon, Acryl) im Haushalt ist eine der Quellen für Mikrofasern, die in die Umwelt gelangen. Die Freisetzung von Mikrofasern aus Haushaltswäsche hat sich zu einer bedeutenden Quelle der Umweltverschmutzung entwickelt. Synthetische Textilien wie Polyester, Nylon und Acryl setzen beim routinemäßigen Waschen Millionen winziger Fasern frei, von denen viele zu klein sind, um von herkömmlichen Abwasserbehandlungssystemen aufgefangen zu werden. Infolgedessen gelangen große Mengen dieser Fasern in Flüsse, Seen und Meere, wo sie sich ansammeln und Risiken für aquatische Ökosysteme, Nahrungsketten und letztlich die menschliche Gesundheit darstellen. Um dieses Problem an der Quelle anzugehen, wurden Forschungsarbeiten zur Verwendung von Filtertechnologien in Haushaltswaschmaschinen durchgeführt. Diese Filter könnten verwendet werden, um Mikrofasern während des Abflusses des Abwassers aufzufangen und zurückzuhalten, wodurch ihre Freisetzung in Abwasserströme verhindert werden könnte. Im Jahr 2021 hat SC59D/AG17 ein Projektteam eingerichtet, um dieses Thema zu diskutieren. Das Ergebnis der Diskussion ist, dass AG17 bereit ist, detaillierte Untersuchungen durchzuführen, um die Machbarkeit der Entwicklung zuverlässiger Methoden zur Messung der Mikroplastikkonzentration im Abwasser verschiedener Arten von Haushaltswaschmaschinen zu bewerten, um deren Freisetzung zu verhindern. Dieser Bericht beschreibt das Verfahren, die Messungen, Vorsichtsmaßnahmen, Laborparameter, Ergebnisse und Erkenntnisse der Tests im Rahmen der Projektarbeit im Zusammenhang mit IEC PWI SC59D.
Projektziel
- Entwicklung einer europaweit standardisierten Methode zur Bestimmung von Mikroplastik in Abwasser
- Laboratorien in mehreren Ländern führen identische Waschtests mit bestimmten Materialien durch
- Dadurch wird überprüft, ob die Methode zuverlässig und vergleichbar ist, und es werden die Materialien und Unsicherheitsquellen kontrolliert
Die Arbeiten werden bis Ende 2026 fortgesetzt. Die weiteren Tests hängen von den Ergebnissen der Teilnehmer ab, d. h. von der Abwassermenge der Haushaltswaschmaschinen, dem Verfahren, der Analyse, der Filtration und der Probenahme.
Test Materialien & Equipment
Waschmaschine
Filternetz
Analytische Waage
Mikrofasersirup
Trockner
Prozess Ablauf
Erstreinigung
Reinigungsläufe vor Testbeginn
Vor jeder Testreihe wird die Waschmaschine mit drei speziellen Programmen gereinigt.
1. Baumwolle 90 °C mit IEC-L
2. Baumwolle kalt mit 150 g Zitronensäure
(ohne Beladung & Waschmittel)
3. Baumwolle kalt ohne Beladung & Waschmittel (zum Ausspülen)
Die drei Läufe können an einem Arbeitstag durchgeführt werden. Anschließend wird der Tank gereinigt.
Blindtest
Leerläufe mit Filterbeuteln
Nach der Reinigung folgen drei Testläufe ohne Testmaterialien, aber mit vorgeschriebenen Filterbeuteln (10 µm). Vor Beginn wird das konditionierte Gewicht der Beutel dokumentiert.
Verwendet wird das Programm „Baumwolle kalt“ mit variabler Geschwindigkeit (Dauer: ca. 1,5 Stunden). Nach jedem Durchlauf wird der Filterbeutel gewechselt. Die drei Läufe können an einem Tag abgeschlossen werden. Anschließend wird der Tank erneut gereinigt.
Abwasserfiltration
Filtrationstests mit Testmaterialien
Nach den Leerläufen folgen drei Abwasserfiltrationstests mit einem speziellen Fasersirup (Flüssigwaschmittel + synthetische Partikel).
Verwendet wird das Programm „Baumwolle kalt“ mit variabler Geschwindigkeit (Dauer ca. 1,5 Stunden). Ein 50-µm-Filterbeutel fängt die Partikel auf; sein Gewicht wird vorab dokumentiert und nach jedem Lauf gewechselt. Alle drei Tests können an einem Tag durchgeführt werden. Danach wird der Tank gereinigt.
Übertragungstests
Diese Tests prüfen, ob nach den Filtrationstests Rückstände in der Waschmaschine verbleiben.
Dazu wird ein Durchlauf mit dem Programm „Baumwolle kalt“ (variable Geschwindigkeit, ca. 45 Minuten) durchgeführt – ohne Testmaterialien, aber mit Filterbeuteln. Nach dem Test wird der Tank gereinigt und die Rückstände werden bewertet.
Ergebnisse
Die Testreihe 2 weist insgesamt die höchste gesammelte Masse auf. Alle Durchläufe (25–30 mg) liegen über denen der beiden anderen Reihen.
Die Testreihe 3 weist die niedrigste gesammelte Masse auf, die von Durchlauf 1 (16 mg) bis Durchlauf 3 (2 mg) kontinuierlich abnimmt.
Die Testreihe 1 zeigt moderate Ergebnisse (9–18 mg), jedoch mit deutlichen Schwankungen zwischen den Durchläufen.
Die Testreihe 1 zeigt große Unterschiede zwischen den Durchläufen: Durchlauf 1 sammelte deutlich weniger Masse (236 mg) als Durchlauf 2 und 3 (beide etwa 375 mg).
Die Testreihen 2 und 3 zeigen über alle Durchläufe hinweg konsistentere Ergebnisse mit nur geringfügigen Abweichungen (innerhalb von 10–30 mg).
Die Testreihen 1 und 2 zeigen ähnliche Muster: Im ersten Durchlauf wurde die größte Menge an Material gesammelt (28–29 mg), gefolgt von einem konstanten Rückgang in den nachfolgenden Durchläufen.
Die Testreihe 3 weist höhere Übertragungswerte auf (45 mg in den Durchläufen 1 und 2).
Die Ergebnisse der drei Testverfahren: Blindprobe, Effizienz und Verschleppung zeigen deutliche Unterschiede in der auf den Filtern gesammelten Masse.
In den Blindproben war die gesammelte Masse sehr gering (meist unter 30 mg), was zu erwarten war, da bewusst kein Material eingebracht wurde. Dies deutet darauf hin, dass die Testanlage nur eine minimale Hintergrundkontamination aufwies und insgesamt sauber war.
In den Effizienzversuchen war die gesammelte Masse viel höher (etwa 300–380 mg), was zeigt, dass die Filter in der Lage sind, die Mikrofasern zurückzuhalten. Die Ergebnisse waren auch über die drei Testreihen hinweg ziemlich konsistent.
In den Übertragungstests sank die gesammelte Masse wieder auf ein niedriges Niveau (etwa 15–45 mg). Dies zeigt, dass nach den Effizienztests nur eine geringe Menge an Material übrig geblieben war. Die Testreihe 3 wies jedoch etwas höhere Werte auf, was bedeuten könnte, dass einige Rückstände zwischen den Durchläufen nicht vollständig entfernt wurden.
Fazit
Dieses Experiment wurde im Rahmen des IEC PWI SC59D/AG17-Projekts durchgeführt, dessen Ziel es ist, die Machbarkeit der Entwicklung zuverlässiger Methoden zur Messung von Mikroplastik zu bewerten, das im Abwasser von Haushaltswaschmaschinen freigesetzt wird. Die in diesem Bericht beschriebenen Testreihen – Blind-, Effizienz- und Verschleppungstests – dienten dazu, die Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit des in dieser Untersuchung verwendeten Filtrations- und Messverfahrens zu bewerten.
Die Leerproben-Testergebnisse bestätigten, dass die Testanlage sauber war und nur eine sehr geringe Hintergrundkontamination aufwies. Die Effizienz-Tests zeigten, dass die Filter erhebliche Mengen an Partikeln effektiv auffingen. Die Verschleppungs-Tests ergaben, dass nach der Filtration nur minimale Restmengen zurückblieben. Zur Überprüfung der Effizienz dieser Methode sind weitere Labortests erforderlich. Außerdem muss geklärt werden, wie die Testverfahren so organisiert werden sollten, dass die Ergebnisse zwischen den Labors nicht variieren. Die weiteren Tests hängen von den Ergebnissen der anderen Labors ab.