Die Großen Seen sind voller Plastik. Können Roboter und Drohnen helfen?

Diese ferngesteuerten Geräte machen auf das wachsende Problem von Kunststoffen in den Seen aufmerksam, die ein Fünftel des Süßwassers der Welt liefern.

Von Elsa Wenzel

20. September 2022

Die BeBot-Sandsiebdrohne mit Meijer-Branding.

Roboterähnliche Drohnen durchstreifen die beliebten Strände der Großen Seen, um mit einer Million US-Dollar von Meijer-Supermärkten Plastikpartikel aus Sand und Wasser zu filtern und gleichzeitig auf die Plastikverschmutzung aufmerksam zu machen.

Ein im Sand kriechender BeBot und eine schwimmende PixieDrone lösten im August an einer Küste in Muskegon, Michigan, bei Passanten neugierige Blicke und Fragen aus. Die Maschinen sind auf jeden Fall ein Gesprächsanreger.

„Viele Menschen wissen nicht, dass es in den Großen Seen eine Plastikherausforderung oder ein Plastikproblem gibt“, sagte Mark Fisher, CEO und Präsident des gemeinnützigen Rates der Region der Großen Seen, der Meijers Spende im darauffolgenden Sprint erhalten hat Entwicklung der Technologien zur Abfallbekämpfung. „Das ist also ein wichtiges Instrument zur Sensibilisierung. Aber wir reden auch darüber, welche Maßnahmen wir gemeinsam ergreifen können, um sicherzustellen, dass Plastik gar nicht erst zu Abfall oder Müll wird.“

Nach einer Modellierung des Rochester Institute of Technology gelangen jedes Jahr rund 22 Millionen Pfund Plastik in die fünf landesweiten Seen. Dies gefährdet die Gesundheit der 137 einheimischen Fischarten, darunter Seeforelle, Zander und Barsch, sowie der Menschen und anderer Lebewesen, die sie fressen. Erdölkunststoffe sind grundsätzlich gesundheitsschädlich, wenn sie eingenommen werden, aber sie konzentrieren auch andere Schadstoffe.

Mikroplastik, das Studien zufolge in den Großen Seen stärker konzentriert ist als in den Ozeanen, wurde in Proben aller 29 Nebenflüsse der Seen gefunden. Dazu gehören Fragmente vieler Arten von Kunststoffgegenständen sowie Mikrokügelchen, die einst als Scheuermittel in Zahnpasten und Gesichtsreinigern verwendet wurden, sowie Mikrofasern aus Polyester und anderen synthetischen Stoffen.

Obwohl die acht futuristischen Maschinen, die bis Oktober 18 Strände und Jachthäfen in Michigan, Ohio und Wisconsin durchqueren, den Ansturm von Plastik, der in die Großen Seen fließt, nicht eindämmen können, ist ihre Fähigkeit, Aufsehen zu erregen, Teil einer umfassenderen Strategie zur Förderung einer Kreislaufwirtschaft in der Region , an der Unternehmen, gemeinnützige Organisationen und Regierungsbehörden sowohl in den USA als auch in Kanada beteiligt sind.

Wenn es um die Verschmutzung der Meere durch Plastik geht, haben die Ozeane mit ihren texanischen Müllflecken für mehr Schlagzeilen gesorgt als die Seen. Und wie der feine Sand meiner geliebten Strände im Mittleren Westen ist auch der Plastikmüll an den Großen Seen tendenziell kleiner und weniger auffällig als an Meeresküsten.

„Wir haben diese Art von universeller Erfahrung, die viele unserer Adopt-a-Beach-Freiwilligen machen“, sagte Jennifer Caddick, eine Sprecherin der Alliance for the Great Lakes, die von Unternehmen, darunter Meijer, gesponserte Strandsäuberungsaktionen mit Mitarbeiterbeteiligung durchführt . „Meistens schauen sie sich um und sagen: ‚Oh, es sieht nicht so schlimm aus‘, und dann sind sie seltsamerweise irgendwie enttäuscht: ‚Es gibt nicht viel für mich zu tun.‘“ Sobald sie jedoch anfangen , sie fanden jede Menge winzigen Müll, wie Fragmente von Snackverpackungen und Schaumstoffkühlern, fügte sie hinzu. „Und das Einzige, was wir jedes Mal von Freiwilligen hören, ist: ‚Jetzt kann ich es nicht mehr übersehen, denn überall, wo ich hinschaue, wenn ich an den Strand gehe, gibt es Plastik.“

Werkzeuge, die von Freiwilligen der Alliance for the Great Lakes zur Strandreinigung verwendet werden.

In den 20 Jahren der Strandveranstaltungen der gemeinnützigen Organisation haben mehr als 200.000 Freiwillige mit Klemmbrettern fast eine halbe Million Pfund Abfall angehäuft, von denen acht von zehn Teilen aus Plastik bestehen. Für die Großen Seen, die 40 Millionen Menschen mit Trinkwasser versorgen und über 10.000 Quadratmeilen Uferfläche verfügen, ist dies ein wachsendes Problem. Die Lake Superior, Michigan, Huron, Erie und Ontario enthalten etwa 21 Prozent des Süßwassers des Planeten – und 84 Prozent des Nordamerikas – und sind ein zunehmender Anziehungspunkt für westliche Klimaflüchtlinge, die vor ausgetrockneten Stauseen und saisonalen Waldbränden fliehen.

Das schlimme Plastikproblem in den Großen Seen erfordert systemische Lösungen. Wie viel mehr Plastik könnte mit ein wenig Hilfe einiger Roboterfreunde ferngehalten werden? Hier erfahren Sie zunächst, wie die Maschinen funktionieren.

Um genau zu sein, fungieren sowohl der BeBot als auch die PixieDrone bei diesem Vorhaben im Mittleren Westen als Drohnen, da sie per Hand ferngesteuert werden und nicht in ihrem autonomen Robotermodus laufen.

Der BeBot wurde mit einem Roomba verglichen, enthält jedoch anstelle eines Staubsaugers ein Sieb mit Vibrationssieb. Es soll 3.000 Quadratmeter pro Stunde durchqueren, etwa zwei Drittel eines Hektars, 10 cm tief und 130 cm breit sieben und Steigungen von 20 Grad überwinden. Durch die Kombination von Batteriestrom und Sonnenkollektoren rollt der BeBot mit einer dreistündigen elektrischen Ladung mit einer Geschwindigkeit von weniger als 2 Meilen pro Stunde. Sobald er sich mit etwa 25 Gallonen Schmutz gefüllt hat, wird er manuell geleert und der Inhalt wird für eine mögliche Wiederverwertung sortiert. Der Hersteller des BeBot, Searial Cleaners, ist aus Poralu Marine hervorgegangen, einem in Quebec ansässigen Unternehmen, das sich auf die Reparatur von Schiffen und Lastkähnen spezialisiert hat.

Die PixieDrone ist das entsprechende Gerät für das Wasser und verwendet eine Kamera und Light Detection and Ranging (LIDAR), um Oberflächenobjekte im Wert von etwa 42 Gallonen herauszufiltern. Mit einer 6-stündigen Ladung kann es bei der gleichen Geschwindigkeit wie seine Partner etwa 11 Kilometer zurücklegen und dabei Wellen von 3 Fuß bewältigen. Die PixieDrone entstand aus einer Partnerschaft mit Searial Cleaners und RanMarine, einem in Amsterdam ansässigen Unternehmen, dessen WasteShark-Gerät das klaffende Maul des Walhais nachahmt.

Als zwanghafte Mutter, die nicht am Strand spazieren gehen kann, ohne sich nach Snackbarverpackungen, Luftballonschnüren und Zigarettenstummeln zu beugen, ist alles, was Müll aufsammelt, ohne den Rücken zu belasten, reizvoll. Allerdings sammeln die Geräte mit einer Akkuladung nur etwa das Fassungsvermögen eines Laubstreubeutels an Schmutz. Ein kleines Team von Menschen könnte im gleichen Zeitraum mehr Plastik sammeln als ein Roboter.

Lokale und staatliche Parkverwaltungen säubern Strände seit Jahren von Hand oder mit Hilfe von Maschinen, die von Hand geschoben oder von einem Dieseltraktor gezogen werden, dessen Mechanismen der BeBot nachahmt. H Barber and Sons beispielsweise, gegründet in den 1960er Jahren mit Sitz in Connecticut, verkauft seine Strandreinigungsmaschinen in 90 Ländern.

Searial Cleaners möchte seinen BeBot und seine PixieDrone als Reinigungsgeräte für Strände, Jachthäfen und Golfplätze einsetzen, und der BeBot bietet reichlich Raum für die Markenbildung des Unternehmens. Die Ausrüstung entstand aus der Mission der Great Lakes Plastic Cleanup (GLPC), neue Technologien gegen Müll einzusetzen. Bei dem Vorhaben handelt es sich um eine Partnerschaft des Council of Great Lakes Region mit Pollution Probe, die in den 1970er-Jahren den Begriff „reduzieren, wiederverwenden, recyceln“ prägte, sowie der kanadischen Bundesregierung und der Provinz Ontario. Das GLPC gibt an, seit seiner Gründung im Jahr 2020 mehr als 74.000 Plastikteile aus vier Seen außer dem Michigansee gesammelt zu haben. Das Programm verwendet auch andere Geräte, darunter den Seabin, der im Wasser sitzt und Müll ansaugt, und den Enviropod LittaTrap-Filter Regenwasserkanäle.

Laut Mark Benfield, Professor für Ozeanographie und Küstenwissenschaften an der Louisiana State University, sind High-Tech-Lösungen zur Entfernung von Kunststoffen aus Wasserstraßen jedoch so gut wie eine hoffnungslose Sache. Beispielsweise kritisierte er die Ocean Cleanup, zu deren Unternehmenspartnern Maersk, Coca-Cola und Kia gehören. Laut Benfield könnte die gemeinnützige Organisation, die von einem jugendlichen Boyan Slat gegründet wurde, Meerestiere in einen wohlmeinenden, aber vergeblichen Versuch verwickeln, das Great Pacific Garbage Patch auszudünnen.

Das GLPC behauptet, dass der menschliche Fernbetrieb von BeBot und PixieDrone Schäden an Wildtieren verhindert und dass die Oberflächenreinigung von Wasser und Sand Lebewesen in tieferen Ebenen größtenteils nicht stört.

Plastik, das seit 2020 von der Great Lakes Plastic Cleanup gesammelt wird. Die Fülle an leichten Schaumstoffstücken spiegelt wider, wie sie an die Wasseroberfläche schwimmen, wo Maschinen sie sammeln.

Benfield wird die zukünftige Erfindung von so etwas wie einer plastikhungrigen Mikrobe nicht ausschließen, aber er sieht selbst dort unbeabsichtigte Konsequenzen und wenig Grund für Optimismus. Mit anderen Worten: Der Kunststoff in unseren Süßwassern wird bleiben.

„Sobald es dort drin ist, ist es sehr schwierig, es wieder herauszuholen“, sagte er über Mikroplastik, darunter synthetische Stofffasern, die in Gewässern in der Größe von Plankton herumwirbeln. „Jede Art von Netz, das Sie verwenden würden und das fein genug ist, um dieses Zeug aufzufangen, verstopft sich fast sofort mit allen Sedimenten. Sie wissen also, dass die Lösung nicht darin besteht, es aus den Ozeanen zu entfernen, sondern darin, zu verhindern, dass es in die Ozeane gelangt.“ die Seen."

Benfield hofft jedoch, dass akademische Forscher, die den von den acht Drohnen des Mittleren Westens gesammelten Müll untersuchen, zumindest wertvolle Daten über Mikroplastik in der Region liefern werden. „Das heißt, wenn sie die Strände säubern und konzertierte Anstrengungen unternehmen, um die Menschen zu schulen, damit diese Abfälle gesammelt und entsorgt werden können, dann haben sie da draußen diese Roboter, die die Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit auf sich ziehen und sie in den Fokus rücken "Wenn wir das Problem nicht lösen, ist das wahrscheinlich keine schlechte Sache", fügte er hinzu.

Wie passt Meijers Millionenspende an die Stiftung des Council of the Great Lakes Region zu dessen Nachhaltigkeitsstrategie? Erik Petrovskis, Meijers Direktor für Umweltkonformität und Nachhaltigkeit, beschrieb die Einführung von Robotern und Drohnen als Teil der umfassenderen Bemühungen des Unternehmens, die CO2-Emissionen bis 2025 zu halbieren, die Lebensmittelverschwendung zu reduzieren, eine Kreislaufwirtschaft zu unterstützen und als Verwalter der Großen Seen zu fungieren.

Zusätzlich zu den Drohnen finanzierte Meijer die GutterBins von Frog Creek Partners, die Müll auf Meijer-Parkplätzen sammeln. Der Einzelhändler hat außerdem eine umweltfreundliche Infrastruktur geschaffen, um die Wasserqualität der Wasserableitung von den Parkplätzen der Geschäfte in Benton Harbor und Traverse City, Michigan, zu verbessern. „Das Strandreinigungsprojekt ist das Juwel in diesem Portfolio“, sagte Petovskis. „Dem Einbau unterirdischer Infrastruktur wird nicht viel Aufmerksamkeit geschenkt, aber beide sind für den Schutz der Großen Seen von entscheidender Bedeutung.“

Das Unternehmen, das mehr als 240 „Superstores“ in sechs Bundesstaaten betreibt, hat eine Reihe weiterer Anstrengungen unternommen, um Plastikmüll zu reduzieren, darunter das Ziel, dass die Verpackungen seiner Eigenmarke bis 2025 zu 100 Prozent wiederverwendbar, recycelbar oder kompostierbar sein sollen. Meijer entwickelt ein Scope-3-Emissionsinventar, um seine Lieferanten besser zu verstehen.

Im Rahmen des Recyclingprogramms von Meijer in den Filialen wurden im Jahr 2021 mehr als 6 Millionen Pfund Kunststofffolie eingesammelt, die zu Möbeln und anderen Produkten recycelt werden konnten. Bei einem Demonstrationsprojekt wurde letztes Jahr in einem Geschäft in Holland, Michigan, der Kunststoff aus einer Million Plastiktüten pelletiert und dem Asphalt eine von Dow hergestellte Bindemittelchemikalie zugesetzt, um eine langlebige Fahrbahn, recycelten polymermodifizierten Asphalt (RPMA), herzustellen. Darüber hinaus ist Meijer Mitglied der Initiative „Beyond the Bag“ des Closed Loop Partners‘ Center for the Circular Economy, die Einweg-Einkaufstaschen neu denken will.

„Das Problem sind wir – die Leute, die Sachen am Strand liegen lassen“, sagte Caddick von der Alliance for the Great Lakes. „Es ist windig, es herrscht Chaos; es passiert. Aber es gibt auch Dinge wie Müll, der vom Land weggespült wird, weil Waschbären in den Müllsack geraten sind und er hineingespült wird.“

Gleichzeitig hat die petrochemische Industrie in der Vergangenheit die Schuld für die Schäden ihrer Produkte auf den Einzelnen abgewälzt und gleichzeitig die Produktion fossiler Brennstoffe und der daraus gewonnenen Kunststoffe gesteigert. Laut der Chemikerin Sherri Mason, deren Forschung zu Mikroplastik im Süßwasser zu einem bundesstaatlichen Verbot von Mikrokügelchen führte, liegt das größere Gewicht der Plastikverschmutzung bei der Industrie und nicht bei den Verbrauchern. „Es gibt so viel Abfall, den Verbraucher nie sehen, der mit dem Versand von Produktkomponenten und Produkten selbst verbunden ist, bevor sie in die Ladenregale gelangen“, sagte Mason, Direktor für Nachhaltigkeit an der Pennsylvania State University in Behrend. „Ganz zu schweigen von der Tatsache, dass Verbraucher bei vielen, vielen Artikeln keine andere Wahl haben, als Plastik zu kaufen.“

Die Auswirkungen umfassender neuer Einwegkunststoffverbote in großen Märkten, darunter Kanada und Kalifornien, auf die Industrie bleiben abzuwarten.

Im Kampf gegen die Plastikverschmutzung geht der Feind leicht in Deckung. Wissenschaftler haben nur spärliche Daten über Ausmaß und Ausmaß des Problems in den Großen Seen. Leichter Verbrauchermüll schwimmt tendenziell an der Oberfläche, aber wie viel schwererer Industriemüll lauert in tieferen Schichten?

Alle, die ich für diese Geschichte engagiert habe, waren sich einig, dass es darauf ankommt, zu verhindern, dass Plastik ins Wasser gelangt, darunter auch Sarah Lowe, Koordinatorin für Meeresmüll der Großen Seen bei der National Oceanic and Atmospheric Administration. Der auf fünf Jahre angelegte Aktionsplan sieht vor, bis 2025 500 Tonnen Plastik aus der Umgebung der Großen Seen zu entfernen, die besten Methoden zu ermitteln, die Forschung voranzutreiben, die Politik zu steuern und das öffentliche Bewusstsein zu schärfen.

„Wenn Sie an ein überlaufendes Waschbecken denken, ist es offensichtlich, dass der erste Schritt vor der Reinigung des Wassers darin besteht, den Wasserhahn zuzudrehen“, sagte sie in einer E-Mail. „Indem wir uns für die Vermeidung von Meeresmüll einsetzen, können wir die Ausbreitung dieses Problems verhindern.“

Zu diesem Zweck plädiert der Council of the Great Lakes Region im Rahmen seines Circular Great Lakes-Programms für eine dreiteilige Strategie zur Bekämpfung von Kunststoffen in acht Bundesstaaten – Minnesota, Wisconsin, Illinois, Indiana, Michigan, Ohio, Pennsylvania und New York. plus die kanadischen Provinzen Ontario und Quebec. Zu den Partnern zählen Meijer, Dow, der American Chemistry Council, gemeinnützige Organisationen wie Pyxera Global und Universitäten wie die Northwestern University.

Im Juni-Bericht des CGLR „A Great Lakes Circular Economy Strategy & Action Plan For Plastics“ wird die Beseitigung bestehender Verschmutzung als oberste Priorität beschrieben. Als nächstes geht es darum, Systeme zur Erfassung und Wiederverwertung von Abfällen zu ändern und zu modernisieren. Dies hängt nicht nur von der Verbesserung der Infrastruktur und der Steigerung der Menge des gesammelten Materials ab, sondern auch vom Aufbau stabiler Märkte, um recyceltes Material in die Wirtschaft zu bringen. Ziel der Initiative ist es, die Recyclingquote von Kunststoffverpackungen in der Region von 18 Prozent im Vergleich zum Vorjahr bis 2027 auf 50 Prozent zu steigern.

Schließlich liegt der Schwerpunkt der Bemühungen auf der Verbesserung der Vorschriften in ganz Nordamerika, um die Einführung einer Kreislaufwirtschaft zu ermöglichen und die Abhängigkeit von Neukunststoffen zu verringern. Zu einer Reihe von Maßnahmen könnten eine erweiterte Herstellerverantwortung, Flaschenrechnungen und Deponieverbote sowie die Einbindung von Verbrauchern gehören, fügte Fisher vom Council of the Great Lakes Region hinzu, der das nationale Save Our Seas 2.0-Gesetz von 2020 lobte, das eine Marine geschaffen hat Debris Foundation mit einem „Genie-Preis“ für Abfalllösungen ausgezeichnet und stellt bis 2025 65 Millionen US-Dollar für lokale Recycling- und Abfallmanagementbemühungen sowie Abwasserinfrastrukturbemühungen bereit.

„Wir möchten alle Unternehmen, die verschiedene Teile der Wertschöpfungskette repräsentieren, einladen, ihre Sichtweise dazu beizutragen, wie [wir] eine stärker kreislauforientierte Wirtschaft in der Region schaffen können, und zwar auf eine Weise, die ihre Wettbewerbsfähigkeit erhält und gute Arbeitsplätze schafft.“ und schützt gleichzeitig die Umwelt“, sagte er.

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