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Die globale «Plastosphäre» enthält mehr als 16'000 Chemikalien. Die neue Studie bietet einen ersten Überblick über sämtliche Chemikalien, die in Kunststoffen enthalten sein können. (Bild: Adobe Stock)

Umfassender Katalog bedenklicher Plastik-Chemikalien

10. Juli 2025 | NTNU, Eawag, Empa

Um die weltweite Plastikverschmutzung einzudämmen und Kunststoffe sicherer und nachhaltiger zu machen, verhandeln die Länder derzeit über ein globales Abkommen. Eine Studie mit Beteiligung von Eawag und Empa, die soeben im Wissenschaftsmagazin «Nature» veröffentlicht wurde, bietet einen ersten systematischen Überblick über sämtliche Chemikalien, die in Kunststoffen enthalten sein können, ihre Eigenschaften, Verwendungszwecke und Gefahren. Die Identifizierung bedenklicher Chemikalien ermöglicht es Wissenschaftlern und Herstellern, sicherere Kunststoffe zu entwickeln, und politischen Entscheidungsträgern, eine ungiftige Kreislaufwirtschaft zu fördern.

Kunststoffe sind allgegenwärtig, und die darin enthaltenen Chemikalien sind ein zentrales Thema: Alle Kunststoffe, von Lebensmittelverpackungen bis hin zu Autoreifen, enthalten Hunderte von Chemikalien, die in Lebensmittel, Wohnräume und die Umwelt gelangen können. Viele davon sind bekanntermassen schädlich für die menschliche Gesundheit und die Umwelt. Allerdings fehlt derzeit ein umfassender Überblick über diese Chemikalien, was die Möglichkeiten einschränkt, Mensch und Umwelt vor diesen gefährlichen Kunststoffchemikalien zu schützen. «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“, sagt Martin Wagner, Hauptautor der Studie und Professor an der «Norwegian University of Science and Technology» (NTNU) in Trondheim. «Dies unterstreicht die Notwendigkeit, Kunststoffe sicherer zu machen.»

Die globale «Plastosphäre» enthält mehr als 16'000 Chemikalien

Die neue Studie eines internationalen Forscherteams unter Beteiligung der Empa und der Eawag zeigt: In Kunststoffen sind weit mehr Chemikalien enthalten als bisher bekannt war. Die «PlastChem»-Datenbank, die die Studie begleitet, umfasst 16'325 Chemikalien. Darunter haben die Wissenschaftler mindestens 4'200 Kunststoffchemikalien identifiziert, die aufgrund ihrer Gefahren für Gesundheit und Umwelt bedenklich sind. «Es mag entmutigend erscheinen, sich mit der grossen Anzahl problematischer Kunststoffchemikalien auseinanderzusetzen, aber unsere Studie liefert die Werkzeuge dafür», sagt Zhanyun Wang, Mitautor der Studie und Wissenschaftler an der Empa. «Die chemische Zusammensetzung der Polymere zu vereinfachen ist dabei eine Voraussetzung für den Übergang zu einer sicheren und nachhaltigen Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe.»
 

Anzahl der Chemikalien, die als bedenklich, weniger gefährlich, nicht gefährlich identifiziert wurden. Zu zwei Dritteln der Stoffe liegen keine Daten vor. Der äussere Kreis zeigt die jeweiligen (kleinen) Anteile für Chemikalien, die weltweit geregelt bzw. nicht geregelt sind. (Illustration: Empa)
Anzahl der Chemikalien, die als bedenklich, weniger gefährlich, nicht gefährlich identifiziert wurden. Zu zwei Dritteln der Stoffe liegen keine Daten vor. Der äussere Kreis zeigt die jeweiligen (kleinen) Anteile für Chemikalien, die weltweit geregelt bzw. nicht geregelt sind. (Illustration: Empa)

Die identifizierten bedenklichen Chemikalien können in allen wichtigen Kunststoffarten vorkommen, einschliesslich Lebensmittelverpackungen, und alle getesteten Kunststoffe können gefährliche Chemikalien freisetzen. Ksenia Groh, Mitautorin und Gruppenleiterin für Bioanalytik an der Eawag, erklärt: «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.»

Wege zu sichereren und nachhaltigeren Polymeren

Die neue Studie skizziert drei Handlungsfelder auf dem Weg zu sichereren und nachhaltigeren Kunststoffen: sicherere Chemikalien, Transparenz und chemisch einfachere Kunststoffe. Bekannte bedenkliche Chemikalien sollten entweder durch freiwillige Massnahmen der Industrie oder durch Vorschriften aus Kunststoffen entfernt werden. Angesichts der Tatsache, dass die Industrie derzeit nicht offenlegt, welche Chemikalien in welchen Kunststoffprodukten enthalten sind, ist daher in erster Linie mehr Transparenz erforderlich. Und schliesslich sollten Kunststoffe so umgestaltet werden, dass sie weniger Chemikalien enthalten, deren Sicherheit ausserdem im Vorfeld gründlich geprüft wurde, insbesondere wenn sie wiederverwendet oder recycelt werden sollen. «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, eine weitere Hauptautorin der Studie und Forscherin am «Norwegian Geotechnical Institute» (NGI) in Trondheim.
 

Titelbild: Die globale «Plastosphäre» enthält mehr als 16'000 Chemikalien. Die neue Studie bietet einen ersten Überblick über sämtliche Chemikalien, die in Kunststoffen enthalten sein können. (Bild: Adobe Stock)

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Mapping the chemical complexity of plastics

Plastic pollution is a pervasive and growing global problem. Chemicals in plastics are often not sufficiently considered in the overall strategy to prevent and mitigate the impacts of plastics on human health, the environment and circular economy. Here we present an inventory of 16,325 known plastic chemicals with a focus on their properties, presence in plastic and hazards. We find that diverse chemical structures serve a small set of functions, including 5,776 additives, 3,498 processing aids, 1,975 starting substances and 1,788 non-intentionally added substances. Using a hazard-based approach, we identify more than 4,200 chemicals of concern, which are persistent, bioaccumulative, mobile or toxic. We also determine 15 priority groups of chemicals, for which more than 40% of their members are of concern. Finally, we examine data gaps regarding the basic properties, hazards, uses and exposure potential of plastic chemicals. Our work maps the chemical landscape of plastics and contributes to setting the baseline for a transition towards safer and more sustainable materials and products. We propose that removing known chemicals of concern, disclosing the chemical composition and simplifying the formulation of plastics can provide pathways towards this goal.
Monclús, L.; Arp, H. P. H.; Groh, K. J.; Faltynkova, A.; Løseth, M. E.; Muncke, J.; Wang, Z.; Wolf, R.; Zimmermann, L.; Wagner, M. (2025) Mapping the chemical complexity of plastics, Nature, 643(8071), 349-355, doi:10.1038/s41586-025-09184-8, Institutional Repository

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