Seit 35 Jahren unterstützt die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) innovative Umweltschutzprojekte mit Fokus auf den Mittelstand. Mit einem Stiftungskapital von rund drei Milliarden Euro gehört die DBU zu den größten Umweltstiftungen Europas. Ihre Historie ist eng mit Fördermaßnahmen in den ostdeutschen Bundesländern verknüpft – ein Anlass für eine Serie über wegweisende regionale Initiativen. Im Zentrum der Stiftungsarbeit steht das Ziel, Klima-, Umwelt- und Ressourcenschutz im Kampf gegen den anthropogenen Klimawandel voranzubringen. Ein aktuelles, mit rund 338.000 Euro gefördertes Projekt widmet sich der Rohstoffeffizienz im Gesundheitssektor. Ein interdisziplinäres Konsortium entwickelt Verfahren zur Etablierung einer Kreislaufwirtschaft im medizinischen Laboratorium, um infektiöse Kunststoffabfälle in hygienisch unbedenkliches Rezyklat zu überführen.
Kooperation von Industrieforschung und Prüflaboratorien
Dem Konsortium gehören das Prüflaboratorium HygCen GmbH, das Institut für Polymer- und Produktionstechnologien sowie die Ermafa Environmental Technologies GmbH an. DBU-Generalsekretär Alexander Bonde: „Der Mittelstand bringt mit geballter Expertise und Hightech-Forschung Klima- und Ressourcenschutz voran.“ Das „Zusammenspiel von Wirtschaft und Wissenschaft“ sei vorbildlich.
Dekontamination und Aufbereitung von Laborpolymeren
Projektleiterin Johanna Köhnlein definiert den Kern des Projekts so: „Wir haben untersucht, ob sich hochwertige Kunststoffabfälle aus medizinischen Laboren sicher dekontaminieren und möglichst hochwertig in den Kreislauf zurückführen lassen.“ Die wissenschaftliche Herausforderung liegt in der Handhabung potenziell infektiöser Polymere aus medizinischen und mikrobiologischen Laboratorien sowie weiteren medizinischen Einrichtungen. Bisher werden diese Abfälle nach thermischer Inaktivierung überwiegend der Müllverbrennung zugeführt, wodurch hochwertige, meist erdölbasierte Rohstoffe thermisch verwertet statt stofflich erhalten werden. Eine funktionierende Kreislaufwirtschaft bietet hier erhebliche Potenziale zur Einsparung von Primärressourcen und Prozessenergie.
Validierung der stofflichen Wiederverwertbarkeit und biologischen Sicherheit
Das Forschungsprojekt erbrachte den Nachweis der stofflichen Rezyklierbarkeit unter Erhalt der Materialqualität. Köhnlein erläutert den Verlauf der Untersuchungen: „Ziel war es, die sortenreinen Kunststoffe wegen ihrer hohen Ausgangsqualität im Idealfall vollständig oder anteilig wieder für gleichwertige Produkte einzusetzen – idealerweise von der Petrischale zur Petrischale.“ Im Prozessablauf zerkleinerte die Firma Ermafa die Laborabfälle vor dem eigentlichen Dekontaminationsschritt in einer Autoklavenkammer. Die Autoklavierung nutzt feuchte Hitze und Dampfdruck zur Sterilisation in gasdicht verschlossenen Druckbehältern. Im Zuge des Projekts, so Köhnlein, seien „zerkleinerte und dekontaminierte Polystyrol-Abfälle aus unserem Labor“ von einem Spritzgussunternehmen zu neuen Petrischalen verarbeitet worden, die „vollständig aus dem aufbereiteten Material“ bestanden. In der mikrobiologischen und zellbiologischen Evaluierung erwiesen sich die rezyklierten Petrischalen als „mikrobiologisch unauffällig“ und „zeigten kein zytotoxisches Potenzial“. Zudem wurde die Prozessvalidierung der Dekontamination erfolgreich abgeschlossen: „In mehr als 40 untersuchten Zyklen waren die eingesetzten Prüfkeime auf den behandelten Kunststoffen nicht mehr nachweisbar“, sagt Köhnlein. Das Projekt belegt somit die technische und hygienische Machbarkeit des Closed-Loop-Recyclings von Laborverbrauchsartikeln unter Einhaltung strengster Sicherheitsstandards.
Prozesskontrolle und rechtlich-hygienische Anforderungen
Laut Köhnlein „gehören hygienische Sicherheit und Ressourcenschonung zusammen“. Zur Qualitätssicherung wurden der Recycling- und Spritzguss-Prozess durch Bioindikatoren sowie eine unabhängige Temperaturüberwachung überwacht. „Unter klar definierten und überwachten Bedingungen lassen sich hohe hygienische Anforderungen und eine hochwertige Kreislaufführung miteinander verbinden“, so Köhnlein. Voraussetzung sei, „dass für den jeweiliges Verwendungszweck alle erforderlichen hygienischen und materialbezogenen Nachweise vorliegen“. Die zuständige DBU-Fachreferentin Dr. Melanie Kröger hob hervor, das Projekt habe auch deswegen hohe Relevanz, „weil der Gesundheitssektor zu den größten Müllproduzenten Deutschlands und weltweit zählt“. Das Projektteam habe „innovative Lösungen entwickelt, die Patientensicherheit und Ressourcenschutz vereinen“. DBU-Generalsekretär Bonde betonte die Bedeutung einer umfassenden Kreislaufwirtschaft vom Produktdesign über Müllvermeidung bis hin zum Wiederverwerten, Reparieren und Recyceln: „Circular Economy zahlt auf Ökologie und Ökonomie ein. Das lineare Geschäftsmuster „take-make-waste“, also Abbau, Nutzung und Abfall von Rohstoffen, ist ein Auslaufmodell. Die Zukunft ist zirkulär.“
Rahmeninitiative „CirculAid“: Kennzahlen zur Materialintensität des Gesundheitswesens
Das Projekt ist in die DBU-Förderinitiative „CirculAid“ eingebunden, die aktuell sieben Projekte mit einem Gesamtfördervolumen von rund 1,7 Millionen Euro zur Etablierung zirkulärer Prozesse im Gesundheitswesen umfasst. Daten des Fraunhofer-Instituts ISI und des Umweltbundesamtes (UBA) unterstreichen den Handlungsbedarf. Der deutsche Gesundheitssektor beansprucht jährlich über 100 Millionen Tonnen Rohstoffe und belegt damit Platz vier im branchenübergreifenden Rohstoffkonsum. Allein die Krankenhäuser verursachen pro Jahr knapp fünf Millionen Tonnen Abfall – bedingt durch den hohen Anteil an Einwegartikeln aus Polymeren und anderen Werkstoffen.