Kurzbericht

Freisetzung von Mikroplastik aus Kunststoffrasen

MP-SPORT

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Kunststoffrasenplätze stehen unter Beobachtung: Regenwasser, das durch die synthetischen Beläge sickert, könnte Mikroplastik und Schadstoffe in den Boden transportieren. Forschende der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung haben dafür erstmals ein eigenes Messverfahren entwickelt und können nun erstmals belastbar zeigen, wie viel tatsächlich freigesetzt wird. Die Ergebnisse sind differenzierter als die öffentliche Debatte und liefern eine solide Grundlage für Planungs- und Regulierungsentscheidungen.

Institution

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)

Polytex Sportbeläge Produktions-GmbH

Projektende

2024

Forschende

Dr. Maria Kittner

Dr. Korinna Altmann

Dr. Ute Kalbe

Dr. Sven Hamann

Rüdiger Weyer

Förderung

Zukunft Bau 10.08.18.7-22.02

7.000 Plätze, kaum Datenbasis

Herausforderung

In Deutschland gibt es rund 7.000 Kunststoffrasenplätze, europaweit schätzungsweise 13.000 und es werden jährlich mehr. Die Beliebtheit liegt auf der Hand: Die Plätze sind wetter- und saisonunabhängig bespielbar. Weniger bekannt ist, woraus sie genau bestehen. Ein Kunststoffrasen ist ein vielschichtiges System aus synthetischen Materialien: Grasfasern, Gummigranulat als Füllmaterial, Trägergewebe und elastische Unterschicht. Jede dieser Schichten könnte beim Kontakt mit Regenwasser Schadstoffe oder Mikroplastik freisetzen und über das Sickerwasser in den Boden transportieren. Wie viel das tatsächlich ist, war wissenschaftlich kaum untersucht. Dabei wächst der Handlungsdruck: Die Europäische Kommission hat 2023 Neuanlagen mit Gummigranulat verboten. Für bestehende Plätze und neue Systeme fehlte bisher eine verlässliche Grundlage.

Messsystem neu entwickelt, Szenarien verglichen

Forschungsansatz

Weil kein geeignetes Messgerät für diesen Zweck existierte, entwickelte das Forschungsteam der BAM ein eigenes: das Mikroplastik-Eluat-Lysimeter (MEL). Es ermöglicht erstmals, Mikroplastik und gelöste Schadstoffe im Sickerwasser gleichzeitig zu messen. Damit untersuchten die Forschenden drei verschiedene Kunststoffrasensysteme – ein älteres (Vergangenheit), ein aktuelles (Gegenwart) und ein neueres (Zukunft) – jeweils in frischem und künstlich gealtertem Zustand. Die beschleunigte Alterung im Labor simulierte eine Nutzungsdauer von rund 15 Jahren.

Alterung der Kunststoffrasenkomponenten unter Laborbedingungen

1.767 Gramm oder 1 Gramm – der Belag entscheidet

Ergebnisse

Mikroplastik: Der Unterschied ist enorm

Wie viel Mikroplastik ein Sportplatz über seine gesamte Nutzungsdauer freisetzt, also in die Umwelt abgibt, hängt entscheidend davon ab, welches System verbaut ist. Für einen Standardplatz mit 7.000 m² ergibt sich über rund 15 Jahre folgendes Bild: Ältere Systeme mit synthetischem Gummigranulat emittierten 954,7 bis 1.767,8 g Mikroplastik. Aktuelle Systeme mit EPDM-Verfüllung lagen mit 3,8 bis 56,1 g deutlich darunter. Neuere Systeme mit recycelten Grasfasern und ohne synthetisches Infill wiesen mit 1,1 bis 37,0 g die niedrigsten Werte auf. Die größte Quelle in älteren Systemen ist das Gummigranulat – es verschleißt durch Witterung und mechanische Beanspruchung und fragmentiert dabei zu Mikroplastik. Neuere Systeme ohne dieses Material setzen entsprechend deutlich weniger frei. Das EU-Verbot für Gummigranulat-Neuanlagen wird diesen Trend weiter verstärken.

Schadstoffe: Grenzwerte eingehalten

Auch für klassische Schadstoffe wie Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und Schwermetalle liefert die Studie erstmals belastbare Messwerte. Alle gemessenen PAK-Konzentrationen lagen bei den untersuchten Systemen unter den informativ herangezogenen Grenzwerten für Bodenmaterialien – spezifische Grenzwerte für Sportböden existieren bisher nicht. Die Konzentrationen sinken zudem mit zunehmender Betriebsdauer, da gut wasserlösliche Anteile nach und nach ausgewaschen werden. Auch bei Schwermetallen wurden keine Grenzwertüberschreitungen festgestellt – mit einer Ausnahme: Ältere Systeme mit bestimmten Gummifüllungen gaben in der Anfangsphase erhöhte Zinkmengen ab, blieben dabei aber unter dem geltenden Grenzwert.

Was im Grundwasser ankommt: weniger als erwartet

An zwei realen Sportplätzen im Kreis Viersen wurden Grundwasserproben in vier Metern Tiefe untersucht. In den Abstrom-Messstellen beider Plätze wurde kein Mikroplastik aus Kunststoffrasen nachgewiesen – allerdings erfasste der Versuchsaufbau nur Partikel ab einer Größe von 5 µm. Kleineres Mikro- und Nanoplastik, das gesundheitlich als besonders relevant gilt, war analytisch nicht erfassbar. Der Boden wirkt offenbar als natürlicher Filter: Feinteilige Böden und regelmäßig gereinigter Filterkies in Rigolen halten Partikel effektiv zurück. Andere Austragswege, etwa über Abrieb in der Luft, Kleidung oder Pflegemaschinen, gelten nach aktuellem Forschungsstand als deutlich relevanter, sind aber bisher weniger untersucht.

Altrasen recyceln: schwierig, aber möglich

Was passiert mit einem Kunststoffrasen am Ende seiner Lebensdauer? Das Material ist nach 15 Jahren Nutzung stark beansprucht: Kunststoffe oxidieren, Gummianteile verspröden. In der Praxis wird beim Recycling bisher bis zu 60 % frisches Kunststoffmaterial beigemischt, um das Altmaterial wieder verarbeitbar zu machen. Die Projektergebnisse zeigen, dass dies bereits mit rund 7 % Frischkunststoff möglich ist – ein deutliches Optimierungspotenzial für eine ressourcenschonendere Verwertung. Für Normungsgremien und die Entsorgungspraxis liefert die Studie damit auch für das Ende des Lebenszyklus relevante Erkenntnisse.

Mikroplastik-Masse-Ergebnisse der Labor-Untersuchungen mittels Mikroplastik-Eluat-Lysimeter-Anlage und TED-GC/MS. Dargestellt sind die mittleren Summen der Masse-Gehalte der Doppelbestimmungen mit ihren Spannen (log), unterteilt in Kunststoffrasen-Szenarien mit/ohne synthetische Gummi-Granulat und Alterungsstatus.