Nicht nur in Meeren und Binnengewässern befindet sich Mikroplastik, sondern auch in Aquakulturen. So gelangt es über den Fisch in die Nahrungskette. Grund dafür sind unter anderem sogenannte Aufwuchskörper, die in geschlossenen Teichanlagen zur Wasseraufbereitung eingesetzt werden. Das Problem: diese Filter bestehen aus erdölbasierten Kunststoffen. Für die Aquaponik – die gemeinsame Aufzucht von Fisch und Gemüse – haben Forschende der Hochschule Hof eine Alternative parat: Im Projekt „BioBioCarrier“ entwickelt das Team gemeinsam mit einem Wirtschaftsunternehmen aus Franken einen vollständig biologisch abbaubaren Aufwuchskörper für die biologische Wasseraufbereitung.

Aufwuchskörper aus bioabbaubarem Kunststoff

Die Aufwuchskörper ähneln Lockenwicklern, auf denen sich nützliche Bakterien ansiedeln, die wiederum das Wasser der Aquakulturen aufbereiten und von schädlichen Stoffen befreien. Gleichzeitig werden Ammonium und Nitrit in Nitrat umgewandelt, das den Pflanzen als Dünger dient. So wird auch Wasser gespart und die Umwelt geschützt. Der Nachteil: Im Laufe der Zeit wird Mikroplastik freigesetzt. Zudem ist das Recycling der Plastiksiebe aufwendig. Das Forschungsteam aus Hof will daher biologisch abbaubare Biokunststoffe für Aufwuchskörper nutzen.

Biologische Abbaubarkeit im Wasser anpassen

„Die Schwierigkeiten im Projekt liegen bei der richtigen Auswahl der Biopolymere und der damit verbundenen Abbaubarkeit im Wasser. Der neue Aufwuchskörper darf sich nicht zu schnell im Süßwasser abbauen“, erklärt Projektmitarbeiterin Christin Baumgart. Die Forschenden wollen daher verschiedene Polymere kombinieren und damit auch neue Eigenschaften generieren, so dass die biologische Abbaubarkeit im Wasser angepasst werden kann. In dem seit April 2021 laufenden Projekt kann das Team bereits erste vielversprechende Ergebnisse vorweisen. Doch bis zur Marktreife gibt es noch einige Hürden zu meistern. Eine Herausforderung ist die Auswahl der Biokunststoffe. Ihr Einsatz in Aquaponik-Anlagen erfordert, dass sie nicht nur biobasiert und biologisch abbaubar sind, sondern auch nicht gesundheitsschädlich. Zudem müssen die Stoffe für Fische und Pflanzen gleichermaßen geeignet sein.

Zersetzung des Biofilters mit Düngerabgabe kombinieren

Ein weiterer Schwerpunkt liegt bei der biologische Abbaubarkeit, denn die Stoffe sollten sich in einem vorgegebenen Zeitrahmen zersetzen. Diese langsame Zersetzung der Aufwuchskörper wollen die Forschenden zugleich nutzen, um eine automatische Düngung der Pflanzen zu etablieren. „Unsere Idee ist es, den biologischen Abbau des Produktes mit dem Freisetzen der für die Pflanzen benötigten Stoffe zu kombinieren. Dies würde folglich die Arbeitszeit reduzieren und die Wirtschaftlichkeit verbessern“, erklärt Projektleiter Harvey Harbach. Beim Zerfallen der Aufwuchskörper sollen demnach wichtige Nährstoffe freigesetzt werden, die Pflanzen für das Wachstum benötigen. Das Vorhaben „BioBioCarrier“ wird bis 2023 durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des zentralen Innovationsprogrammes Mittelstand (ZIM) gefördert.

bb