CD-Labor für Biologischen Abbau von Wasserlöslichen Polymeren

Viele Produkte, die im Haushalt oder bei der Körperpflege zum Einsatz kommen, enthalten wasserlösliche Polymere (water-soluble polymers, WSPs) als wichtige Hochleistungsbestandteile. WSPs haben alleine in diesen Einsatzbereichen eine weltweite Jahresproduktion von mehr als 1 Million Tonnen bei steigender Marktnachfrage. Das nachhaltige End-of-Life-Management für WSPs ist derzeit eine große Herausforderung und biologisch abbaubare WSPs sind diesbezüglich von enormem Interesse: Die Grundlagenforschung dieses CD-Labors befasst sich mit Fragestellungen in diesen Zusammenhängen.

Unser grundlegendes Verständnis des biologischen Abbaus von WSPs in Umweltsystemen ist noch sehr begrenzt: Daher liegt der Fokus im CD-Labor auf der Erforschung der chemischen und mikrobiologischen Prozesse, die dem biologischen Abbau von WSPs zugrunde liegen. Damit soll die dringend benötigte wissenschaftliche Grundlage für Entwicklung und fundierte Regulierung biologisch abbaubarer Hochleistungs-WSPs geschaffen werden.

Die Forschung verfolgt drei Hauptziele: (i) Identifizierung von Schlüsselfaktoren, die den biologischen Abbau von WSPs beeinflussen, (ii) Ableitung von Zusammenhängen zwischen der Funktion des Mikrobioms und dem biologischen Abbau von WSPs und (iii) Entwicklung von Analysemethoden, die detaillierte Untersuchungen des biologischen Abbaus von WSPs und den Übergang vom Labor zu realistischen Systemen ermöglichen.

Nachdem WSPs, die in Haushaltsprodukten und Produkten des persönlichen Bedarfs verwendet werden, hauptsächlich in Abwasserströme freigesetzt werden, liegt der Forschungsschwerpunkt dieses CD-Labors auf dem biologischen Abbau in Abwasser- und Süßwassersystemen. Zu den WSP-Klassen von besonderem Interesse gehören Polyaminosäuren und Polysaccharide, die als vielversprechend in Bezug auf Leistung während des Gebrauchs bei guter biologischer Abbaubarkeit am Ende der Lebensdauer gelten.

Durch die interdisziplinäre und intersektorale Zusammenarbeit in den Bereichen Umweltchemie, Mikrobiologie und Analytische Chemie werden transformative Einblicke in den komplexen Prozess des biologischen Abbaus von WSPs gewonnen. Die Forschungsergebnisse werden die Entwicklung von biologisch abbaubaren Hochleistungs-WSPs für ein nachhaltiges End-of-Life-Management ermöglichen und den Weg für wissenschaftlich fundierte regulatorische Fortschritte ebnen.