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Nachhaltigkeit zu Hause, unterwegs und auch auf der Arbeit?

In vielen Haushalten zieht die Nachhaltigkeit ein. Einkaufsbeutel aus Stoff werden anstelle von Plastiktüten benutzt. Regionale Produkte werden bevorzugt vor international importierten Gütern gekauft. Unterwegs wird kein Coffee-To-Go mehr im Einwegbecher gekauft, sondern der Kaffee fließt direkt in die eigene Thermotasse. Das ist nicht nur nachhaltig, sondern spart oftmals sogar Geld. Aber hört hier Nachhaltigkeit schon auf? Ist die Arbeitswelt ein Bereich, wo man selbst keinen Einfluss auf Nachhaltigkeit hat? Wir als AG Nachhaltigkeit der btS haben uns diese Frage gestellt und uns mit dem Thema Nachhaltigkeit im Labor beschäftigt.

Wir wollen wissen:

Kann man im Labor nachhaltig arbeiten und dennoch seine (Arbeits-)Ziele erreichen?

Um diese Fragen zu beantworten, müssen wir wortwörtlich tiefer in die Materie eintauchen. Das Team des Meeresbiologen Mauricio Urbina hatte den Plastikverbrauch von biologischen, medizinischen und agrarwissenschaftlichen Laboren auf der ganzen Welt im Jahr 2014 untersucht und etwa auf 5,5 Millionen Tonnen geschätzt[1,2]. Das entspricht in etwa dem Gewicht von 130 AIDA – Kreuzfahrtschiffen[3] oder knapp zwei Prozent der globalen Plastikproduktion[1,2]. Einfach gesprochen: Das ist richtig viel Plastik! Das bedeutet, dass jede:r Wissenschaftler:in im Durchschnitt etwa 70 – 100 kg Plastikmüll pro Jahr verursacht[4,5]. Jedes Jahr zum “LabWasteDay” (Labormülltag) teilen Wissenschaftler:innen am 3. September unter dem gleichnamigen Hashtag (#LabWasteDay) ihren Plastikverbrauch. Da kann man genau sehen, dass die oben genannten Zahlen nicht an den Haaren herbeigezogen sind. Eine neuere Studie hat herausgefunden, dass sich nur ca. 4 % der Biotech- und Pharmaunternehmen verpflichtet haben, das 1,5 Grad-Ziel einzuhalten[6].

Was können wir nun tun, um diese Anhäufung von (Plastik-)Müll zu verhindern?

Christina Azevedo teilte auf dem Sustainable Research Symposium[7] in einem Vortrag mögliche Recycling Tipps und stellte die 3 R’s der Nachhaltigkeit vor: Reduce, Reuse, Recycle.

In diesem Sinne sollte der Verbrauch von Plastik bestmöglich reduziert werden. Der Plastikverbrauch wird minimiert, wenn Plastik- durch Glasware bzw. Metallware ersetzt wird, z.B. Einmalimpfösen durch Metallimpfösen oder Pasteurpipetten und serologische Pipetten aus Glas statt aus Plastik genutzt werden (Reduce!). Nutzen wir weiterhin Plastikware, wie Zentrifugenröhrchen, Well-Plates, Pipettenspitzen, können wir überlegen, wie wir diese wiederverwenden können (Reuse!). Ja, Pipettenspitzen! Pipettenspitzen können in Leitungswasser aufgenommen und anschließend autoklaviert, getrocknet und wieder verwendet werden. Ist das keine Option – da zu zeitintensiv – dann kann versucht werden, Spitzenboxen zu kaufen, für die Nachfüllpacks verfügbar sind. Haben sich überflüssige Pipettenboxen angesammelt, können wir überlegen, was wir damit machen können: Sie eignen sich z.B. zur Aufbewahrung für andere Laborgegenstände oder als Dunkelkammer für Färbungen oder Western Blots. Bei jeder neu zu kaufenden Plastikware sollte überlegt werden, ob es eine nachhaltigere Variante gibt, wie z.B. im Fall von Zentrifugenröhrchen: Zentrifugenröhrchen in der Tüte sind günstiger und kommen mit weniger Plastik als Röhrchen, die in Ständern verkauft werden. Und noch bevor die Ware gekauft wird, kann überprüft werden, ob der Verkäufer Nachhaltigkeitsprogramme anbietet, wie Rückführungsprogramme (z.B. von Kartons) oder Recyclingprogramme. Rückführungsprogramme für Styropor-Boxen gibt es zum Beispiel bei MilliporeSigma und New England Biolabs. Das bedeutet, dass Boxen, die zurück zur Firma gelangen, für den nächsten Versand wiederverwendet werden.

Recyclingprogramme

Recyclingprogramme beschäftigen sich damit, Produkte bzw. Rohstoffe aufzubereiten und wiederzuverwenden. Die alten, nicht mehr gebrauchten Produkte erhalten eine zweite, neue Funktion. Und natürlich haben wir auch ein Beispiel für ein Recyclingprogramm parat: Es gibt ein Einmalhandschuh-Recyclingprogramm von Kimtech™ in Kooperation mit TerraCycle®[8]. Gebrauchte, nicht kontaminierte Handschuhe werden zu Kunststoff-Granulat verarbeitet und finden Verwendung als Sekundärrohstoff für neue Plastikprodukte wie Mülleimer, Transportboxen, Parkbänke oder Ähnliches. Aber der am leichtesten umsetzbare Aspekt ist das Einführen eines geeigneten Mülltrennsystems für Plastik, Pappe/Papier und Restmüll. So typisch Deutsch eben. Mit Beschriftung und die am besten auf Englisch. Tolle Vorlagen finden sich mitunter beim University College London (UCL), das Sticker und Beschriftungen für alle frei nutzbar macht[9]. Das gilt natürlich auch für Autoklaviermüll.

Anpassungen im Energieverbrauch

Jetzt kennen wir die 3 R’s der Plastikmüllreduzierung. Doch auch im Bereich Energieverbrauch können Anpassungen vorgenommen und mit wenigen Handgriffen Energiekosten eingespart werden. Besonders unnötige Energiefresser sind Geräte, die grundlos angeschaltet sind. So sollten Kleingeräte, die nicht mehr verwendet werden, immer ausgeschaltet werden. Hier ein paar Beispiele: Tischzentrifugen, Heizblöcke, Chromatographen, Mikroskope und auch PCs. Wenn ein Gerät zu einem deutlich späteren Zeitpunkt benötigt werden könnte, sollte es dennoch ausgeschaltet werden und es sollten Buchungssysteme implementiert werden. Das erneute Anschalten des Gerätes frisst weniger Energie, als würde das Gerät eine ganze Nacht laufen.

Besonders spannend wird es bei Großgeräten: Abzügen, Sterilbänken und Gefrierschränken. Nach einer Studie aus den USA verbraucht ein Abzug etwa 95,53 kWh pro Tag[10,11].Das ist 3,5-mal mehr Energie als ein amerikanischer Durchschnittshaushalt pro Tag verbraucht[12,13]. Zum Vergleich: In einem deutschen 2-Personen-Haushalt werden 5,5 kWh pro Tag verbraucht. Das heißt, dass ein Abzug etwa die Energie von 18 deutschen Haushalten an einem Tag verbraucht. Aber warum ist der Verbrauch des Abzugs eigentlich so hoch? Das liegt daran, dass eine sehr große Menge an Luft durch das Ventilationssystem bewegt wird. In “konstanten” Systemen läuft die Luftumwälzung dauerhaft. In Abzügen mit variablem Luftstrom gilt: Je höher die Scheibe des Abzuges geöffnet ist, desto mehr Luft muss bewegt werden: Die Scheibe sollte also immer geschlossen sein, wenn nicht daran gearbeitet wird. Geschlossene Abzüge können zu einer Energieersparnis von bis zu 40 % gegenüber geöffneten Abzügen führen[14].

Sterilbänke verbrauchen im Durchschnitt 18 kWh pro Tag[15]. Das entspricht etwa dem Verbrauch von drei 2-Personen-Haushalten. Daher sollten Sterilbänke nicht länger in Benutzung sein als nötig. Wenn das UV-Licht zur Sterilisation benutzt wird, sollte ein Wecker auf max. 30 min gestellt werden, wenn in der Sterilbank keine Zeitschaltuhr implementiert ist. Für die Sterilisationsphase muss das UV-Licht nicht länger als 30 min laufen. Zu intensives Nutzen der Lampe führt dazu, dass die Lampe öfter ausgetauscht werden muss und die mit UV-Strahlen sterilisierten Gegenstände aus Plastik können brüchig werden.

Spannend wird es auch bei Gefrierschränken, insbesondere wenn wir uns den – 80 °C Gefrierschrank genauer ansehen[16]. Aktuell gibt es keine logische Begründung, warum
– 80 °C jene Temperatur ist, die für die Lagerung aller Stammkulturen, RNAs etc. notwendig ist. Einige amerikanische Labore haben über die letzten Jahre getestet, ob es einen Unterschied in der Haltbarkeit der Kulturen macht, wenn diese bei – 70 °C statt – 80 °C gelagert werden. Denn eine Erhöhung der Temperatur um 10 °C hat einen großen Effekt: Der Energieverbrauch kann dadurch um 30 – 40 % reduziert werden.

Geht denn auch Nachhaltigkeit mit Spaß?

Na klar, denn Labore können an der jährlichen “Freezer Challenge” teilnehmen[17]. Ziel dieses Wettbewerbs ist es, mit Spaß und etwas Ehrgeiz, nachhaltige Praktiken rund um das Thema Gefrierschränke im Labor zu implementieren. So werden im Endeffekt Energie eingespart, die Übersicht über die Proben erhöht und gleichzeitig die Proben-Zugänglichkeit verbessert. Etwa mehr als 300 verschiedene Labore aus 195 Ländern haben an der “Freezer-Challenge” 2021 teilgenommen[18] . Neben dem Wettbewerb mit anderen Laboren, baut sich ganz nebenbei auch ein Netzwerk aus Gleichgesinnten auf[17,19].

Anpassungen im Wasserverbrauch

Neben dem Stromverbrauch spielt natürlich auch der Wasserverbrauch eine große Rolle[20]. Wie viel Wasser verbrauchen wir Deutschen pro Tag? Unglaubliche 130 L pro Kopf (Stand Mai 2022)[21]. Zu diesem Verbrauch gehören die Verwendung von Spül- und Waschmaschine, Toiletten- und Waschgängen sowie Hygiene, aber es wird auch anteilig angerechnet, wenn Wasser für Brötchen vom Bäcker, Blumen vom Floristen etc. verbraucht wird. Wasser wird an vielen Stellen im Labor benötigt: für Nährmedien und chemische Lösungen, zum Reinigen (z.B. mit Spülmaschinen), zum Autoklavieren, zur Herstellung von Reinstwasser, als Kühlungsmittel uvm.. Oftmals wird für chemische Lösungen und die Nährmedienproduktion Reinstwasser verwendet: Um 4 L Reinstwasser herzustellen, werden jedoch etwa 11,5 L Leitungswasser benötigt[22]. Davon geht ein Teil des Wassers direkt verloren, da es im Prozess nur zur Produktion benutzt wird, aber nicht Teil des Produkts ist. Mit einem Perlator kann Wasser gespart werden, indem bei gleichbleibendem Wasserdruck der Wasserverbrauch um mehr als 60 % reduziert wird. Nebenbei: Diese kleinen Siebe können wir auch bei uns zu Hause nutzen, z.B. in der Dusche. Ein Autoklav verbraucht etwa 70 L mehr als ein:e Deutsche:r pro Tag, nämlich etwa 200 L Wasser pro Durchgang. Das sind unglaubliche Mengen, sodass ein Autoklav nur im komplett gefüllten Zustand laufen sollte. Auch Kühlungssysteme werden im Labor viel verwendet und verbrauchen etwa 50.000 L pro Jahr. Dabei sind die meisten Kühlungssysteme als “single-pass” ausgerichtet, was bedeutet, dass das Kühlungswasser direkt Richtung Abfluss fließt. Idealerweise sollte bereits beim Einsatz von Kühlungssystemen über die Wiederverwendbarkeit des Wassers nachgedacht werden. Eventuell kann das Wasser aufgefangen oder es kann schlichtweg ein “Loop” eingebaut werden, um das Wasser in einem zirkulären System wiederzuverwenden. Ansonsten gilt für den täglichen Laborbetrieb: Experimente sollten im Voraus durchdacht werden und Absprachen mit den Kolleg:innen helfen, um gemeinsam zu autoklavieren oder das Labormaterial in der Spülmaschine zu waschen. Und wir alle sollten einmal nach rechts und links schauen und Geräte abschalten, die einsam und angeschaltet an ihrem Platz stehen und nur auf ihren nächsten Einsatz warten.

Wir als AG Nachhaltigkeit wollten wissen:

Kann man im Labor nachhaltig arbeiten und dennoch seine (Arbeits-)Ziele erreichen?

Und nun wissen wir: “Yes we can!”. Beim nachhaltigen Handeln im Labor sollten der Arbeitsaufwand und der gewünschte Effekt immer in einem ausgewogenen Verhältnis zueinanderstehen. Aber wir haben nun gesehen, wie wir mit geringem Aufwand Energie sparen, den Wasserverbrauch reduzieren und auch den Plastikverbrauch minimieren können. Nachhaltigkeit im Labor sorgt dafür, dass wir unsere Arbeit bewusster wahrnehmen und durchführen. Folgendes sollten wir uns vor Augen führen: Nachhaltigkeit im Labor reduziert nicht nur Müll, CO2 Emissionen, Wasserverbrauch und Energieverbrauch, sondern sorgt auch dafür, dass Geräte länger halten und Geld eingespart wird. Das alles sind Aspekte, die es leichter machen die Führungsebene in unseren Laborgruppen zu überzeugen.

Ihr seid interessiert daran, nachhaltiger im Labor zu arbeiten? Nutzt das Wissen des Artikels, tauscht Euch mit Euren Kolleg:innen aus und versucht Stück für Stück kleine Veränderungen in Absprache mit Eurem/Eurer Betreuer:in oder Chef:in durchzuführen. Zeigt, welche Vorteile eine nachhaltigere Arbeitsweise mit sich bringt. Seid Ihr gewillt, Nachhaltigkeit im Labor aktiv umzusetzen, könnt Ihr Euch auch für die verschiedenen Nachhaltigkeitsprogramme wie die von “My Green Lab”[22] oder “LEAF”[23] anmelden und mit ihrer Hilfe Euer Labor nachhaltiger gestalten.

 

geschrieben von Lydia-Yasmin Sobisch und der AG Nachhaltigkeit der btS e.V.

Referenzen

[1] https://analyticalscience.wiley.com/do/10.1002/was.000600026(letzter Zugriff am 20.03.2022)

[2] https://www.nature.com/articles/528479c(letzter Zugriff am 20.03.2022)

[3] https://www.cruisestar.de/reedereien/aida(letzter Zugriff am 28.03.2022)

[4] https://www.chemistryworld.com/opinion/reducing-plastic-waste-in-the-lab/4011550.article(letzter Zugriff am 20.03.2022)

[5] https://www.theguardian.com/environment/2019/nov/10/research-labs-plastic-waste(letzter Zugriff am 20.03.2022)

[6] https://www.mygreenlab.org/carbon-impact-report-resources.html(letzter Zugriff am 27.07.2022)

[7] mehr Informationen unter https://suresymp.wordpress.com/2021-about/(persönliche Teilnahme von Dana Kross; letzter Zugriff am 21.02.2024)

[8] https://www.terracycle.com/de-DE/brigades/handschuhe-deutschland(letzter Zugriff am 28.03.2022)

[9] https://www.ucl.ac.uk/sustainable/staff/labs/resources-and-materials(letzter Zugriff am 28.03.2022)

[10] https://www.labconco.com/articles/reducing-fume-hood-energy-consumption(letzter Zugriff am 28.03.2022)

[11] https://betterbuildingssolutioncenter.energy.gov/replace-your-fume-hood-and-reduce-electricity-use-at-least-50(letzter Zugriff am 28.03.2022)

[12] https://www.ecn-berlin.de/news-reader/haucke-lab-is-first-certified-green-lab-in-germany.html(letzter Zugriff am 28.03.2022)

[13] https://hightech.lbl.gov/sites/all/files/documents/fh_ energy_full_report_2006.pdf(letzter Zugriff am 28.03.2022)

[14] https://www.mygreenlab.org/energy.html(letzter Zugriff am 28.03.2022)

[15] https://drs.illinois.edu/Page/SafetyLibrary/BiologicalSafetyCabinets(letzter Zugriff am 29.03.2022)

[16] https://www.nature.com/articles/d42473-018-00223-9(letzter Zugriff am 28.03.2022)

[17] https://www.freezerchallenge.org/(letzter Zugriff am 28.03.2022)

[18] https://www.mygreenlab.org/blog-beaker/2021-freezer-challenge-winners(letzter Zugriff am 28.03.2022)

[19] https://media.nature.com/original/magazine-assets/d42473-018-00223-9/d42473-018-00223-9.pdf(letzter Zugriff am 28.03.2022)

[20] https://www.mygreenlab.org/water.html(letzter Zugriff am 28.03.2022)

[21] https://de.statista.com/statistik/daten/studie/12353/ umfrage/wasserverbrauch-pro-einwohner-und-tag-seit-1990/(letzter Zugriff am 03.06.2022)

[22] https://www.mygreenlab.org/programs.html(letzter Zugriff am 03.03.2022)

[23] https://www.sustainabilityexchange.ac.uk/leaf_a_new_ approach_to_achieving_laboratory_sus(letzter Zugriff am 03.03.2022)

[A1] https://shoelove.deichmann.com/at-de/2019/04/plastik-alternativen/(letzter Zugriff am 21.02.2024)

[A2] https://www.terracycle.com/de-DE/brigades/handschuhe-deutschland(letzter Zugriff am 31.08.2022)

[A3] https://www.uni-heidelberg.de/universitaet/beschaeftigte/service/sicherheit/laborsicherheit/explosionsschutz.html(letzter Zugriff am 21.02.2024)

[A4] https://biooekonomie.de/nachrichten/neues-aus-der-biooekonomie/atb-potsdam-schub-fuer-mikrobiom-forschung(letzter Zugriff am 25.09.2022)

[A5] https://www.gastronomie-kuehltechnik.de/Labor-Gefrierschrank(letzter Zugriff am 25.09.2022)