PFAS-Verpackungsalternativen sind auf dem Vormarsch, da der regulatorische Druck zunimmt

Es sind zahlreiche neue Ersatzstoffe auf dem Markt, die Fett und Feuchtigkeit abweisen können. Es gibt jedoch nur wenige Einzelheiten darüber, woraus sie bestehen oder welche sich immer größerer Beliebtheit erfreuen.

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Da Unternehmen aufgrund des Drucks an mehreren Fronten auf PFAS-haltige Materialien in Lebensmittelverpackungen verzichten, entsteht eine neue Landschaft von Alternativen. Ein Mangel an Informationen darüber, woraus diese Ersatzstoffe bestehen, kann jedoch die Bemühungen, ihren Marktanteil auszubauen, erschweren.

Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) wurden erstmals in den 1950er Jahren in Verpackungen eingesetzt, um Burgerverpackungen, Pizzakartons, Kaffeetassen und andere Einweg-Lebensmittelbehälter fett- und wasserundurchlässig zu machen. Doch in den 2000er Jahren führten zunehmende Beweise dafür, dass die Chemikalien mit einem erhöhten Risiko für bestimmte Krebsarten, Fortpflanzungs- und Entwicklungsstörungen, einer unterdrückten Immunantwort und anderen Problemen in Verbindung gebracht werden, die Food and Drug Administration dazu, die Zulassung für langkettige PFAS – das älteste und am häufigsten vorkommende – zu widerrufen Arten – in Lebensmittelverpackungen.

In den letzten Jahren haben etwa zwei Dutzend Staaten, von Washington bis North Carolina, PFAS in Lebensmittelverpackungen entweder verboten oder eingeschränkt oder erwägen dies. Der Druck von Gesundheits- und Umweltschützern sowie einigen Wissenschaftlern hat auch Restaurantketten, Lebensmittelgeschäfte und Verpackungsunternehmen dazu veranlasst, den Wechsel vorzunehmen.

Im Großen und Ganzen gibt es Alternativen in einer von drei Kategorien: Basispapier, chemische Alternativen und Papieralternativen. Eine Basispapieralternative ist das natürliche fettdichte Papier von Nordic Paper, das ungestrichen ist. Der TopScreen von Solenis, der alternative Chemikalien verwendet, verfügt über eine Doppel- oder Einzelbeschichtung, um einen Film auf der Papierverpackung zu bilden. Eine weitere alternative Beschichtung ist Janus von J&J Green Paper. Zu den Ersatzpapieren gehören die pflanzlichen Pergamentpapiere von Ahlstrom.

Die Entstehungsgeschichte der JJGP-Beschichtung zeigt, wie schwierig es sein kann, PFAS-Alternativen zu entwickeln. Das Unternehmen hat kürzlich eine Vereinbarung mit Mc Papers Argentina geschlossen, das Hamburgerverpackungen, Pommes-Frites-Halter und andere Papierprodukte für die Fast-Food-Industrie in Lateinamerika liefert.

Scott Segal, Gründer und Erfinder der Janus-Beschichtung, sagte, es habe mehr als vier Jahre des Versuchs und Irrtums gedauert, um ein Material zu entwickeln, das Feuchtigkeit widersteht und gleichzeitig Sicherheits- und Nachhaltigkeitsziele erfüllt. Schließlich stieß er auf eine Mischung, die auf Reispflanzen basiert und etwas Zuckerrohr und Kalziumstearat enthält.

„Ich habe das Papier mit all diesen experimentellen Mischungen beschichtet, und eines Tages begann das Wasser zu perlen. Und dann begann ich mit Labortests“, sagte er. „Ich musste es verfeinern und einige andere Dinge finden, die ich damit mischen konnte, um tatsächlich eine Barriere zu schaffen, die am Papier haftet und nicht vom Papier absorbiert wird.“ Das Unternehmen steigert nun die Produktion, um Bestellungen im Wert von 2 Milliarden US-Dollar für das Material abzuwickeln, das seiner Aussage nach auch biologisch abbaubar und frei von Kunststoff ist.

Informationen darüber, welche konkreten Stoffe Unternehmen als Ersatz für PFAS verwenden, sind oft schwer zu bekommen. Viele Unternehmen scheuen davor zurück, solche Details öffentlich zu machen, weil sie befürchten, dass dies ihrer Wettbewerbsfähigkeit schaden würde. Pixelle antwortete beispielsweise auf eine Anfrage nach Informationen zum Inhalt seiner FlexArmor-Barriere mit der Erklärung, dass diese aus „einer proprietären Kombination natürlicher und nachhaltiger Materialien“ besteht, die „seit Jahrzehnten in der Lebensmittelindustrie verwendet werden“.

Einige Berichte von Regierungsbehörden und internationalen Organisationen aus den letzten Jahren, in denen es häufig um vertrauliche Gespräche mit Herstellern zur Datenerfassung ging, geben Aufschluss darüber, welche PFAS-Alternativen für Lebensmittelverpackungen hinsichtlich Leistung, Kosten und Sicherheit die Anforderungen erfüllen.

Ein Bericht des Washington Department of Ecology über PFAS-Alternativen aus dem Jahr 2021 kam zu dem Schluss, dass „es weniger gefährliche Alternativen gibt, die zu vergleichbaren Kosten leicht verfügbar sind und die Leistungsanforderungen erfüllen“ für vier Arten von Verpackungen: Verpackungen; Platten; Pizzakartons und Essensboote.

Unbeschichtete Alternativen waren die beste Option für Pizzakartons, und der Bericht gab wachsbeschichteten Verpackungen und tonbeschichteten Tellern für andere Verwendungszwecke gute Noten. Von den zehn alternativen Chemikalien, die das Ministerium überprüfte, waren sechs weniger gefährlich als PFAS, eine nicht und die öffentlichen Daten reichten nicht aus, um eine Schlussfolgerung über drei weitere zu ziehen.

Aber Alternativen können ihre eigenen Herausforderungen mit sich bringen. Beispielsweise erfordert die Herstellung von Pergamentpapier eine zusätzliche Veredelung, um ein Produkt mit ähnlicher Leistung herzustellen. Laut einer Analyse der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung aus dem Jahr 2020 kann dies die Produktion im Vergleich zur Verwendung von PFAS um 30 % verlangsamen. Darüber hinaus können alternative Chemikalien 11 % teurer sein als PFAS, heißt es in dem Bericht.

Bei anderen Ersatzteilen kann es zu Leistungseinbußen kommen. Eine Übersichtsstudie von Forschern des US-Landwirtschaftsministeriums zu PFAS-Alternativen in Lebensmittelverpackungen aus dem Jahr 2021 ergab, dass Beschichtungen mit Materialien wie Stärke, Pflanzenprotein und Chitosan als ausreichende Barrieren gegen Öl, jedoch nicht gegen Feuchtigkeit dienen. „Ein kostengünstiger, vollständig biologisch abbaubarer und umweltfreundlicher Ersatz, der leicht verarbeitet werden kann, um die Wirksamkeit von PFAS zu erreichen, war bisher schwer zu finden“, schreiben die Autoren.

Andere Studien haben Bedenken hinsichtlich der Toxizität von Biokunststoffen wie Polymilchsäure geäußert, die aus Zuckerrohr oder Mais hergestellt wird.

Ein Teil des Problems besteht darin, dass genau die Eigenschaften, die PFAS so wirksam gemacht haben, wie z. B. ihre Langlebigkeit, in ungiftigen Substanzen möglicherweise nur schwer zu finden sind. Einige Experten sagen jedoch, dass PFAS-verstärkte Barrieren übertrieben seien und dass Alternativen nicht genau die gleichen Eigenschaften wie die Chemikalien haben müssen, die sie ersetzen.

„Unternehmen entwerfen ihre Produkte übermäßig ... Warum schreiben sie PFAS beispielsweise auf einen Pappteller? Dadurch sehen die Kunden keinen Fettfleck“, sagte Shari Franjevic von Clean Production Action, die das GreenScreen-Zertifizierungsprogramm der Interessenvertretung leitet und die ersten fünf Jahre ihrer Karriere bei Proctor & Gamble verbracht hat. „Es gibt diese Idee, dass diese Hersteller uns darin schulen, welches das beste Produkt ist, und dann müssen sie uns plötzlich weiterhin dieses beste Produkt verkaufen, das eine bestimmte Leistung erbringt.“

In vielen Fällen würden Lebensmittelverpackungen nur für kurze Zeit verwendet, sagte sie, deshalb brauche es keine Beschichtungen, die jahrelang halten – nur für die Minuten oder Stunden, in denen sie verwendet werden. In ihrem Bericht aus dem Jahr 2020 ermutigte die OECD die Industrie außerdem, die Messlatte für Fett- und Wasserabweisung zu senken, um den Umstieg auf PFAS-Alternativen zu erleichtern.

Ein großer Knackpunkt, da Unternehmen der Ansicht sind, dass der Wechsel zu einem Mangel an öffentlichen Informationen über die Alternativen führt, die PFAS ersetzen. Von den 58 Substanzen, die die OECD-Forscher in den USA und Europa analysierten, wurden 18 keiner Gefahrenbewertung oder Einstufung unterzogen.

„PFAS ist eine Klasse problematischer Chemikalien, aber wir haben viele andere Chemikalien, die Gesundheitsprobleme verursachen … und deren Verwendung immer noch legal ist“, sagt Franjevic.

Um die Transparenzbarriere zu umgehen und sicherzustellen, dass Einzelhändler tatsächlich PFAS-freie Alternativen kaufen, greifen einige Restaurants und Lebensmittelgeschäfte auf die Zertifizierung durch Dritte zurück. Im Rahmen des GreenScreen-Programms von Clean Production Action kann eine Organisation beispielsweise zustimmen, mit einem Unternehmen eine Geheimhaltungsvereinbarung abzuschließen, als Gegenleistung für die Informationen, die es benötigt, um festzustellen, ob es ein Produkt als PFAS-frei zertifizieren wird. Bisher wurden nur zwei Unternehmen im Rahmen des Programms zertifiziert.

In ihrem Bericht forderte die OECD die Branche auf, Nutzen- und Risikodaten unter Verwendung aggregierter Zahlen zu veröffentlichen, um die Vertraulichkeit zu schützen. Es ist jedoch unklar, wie viele Unternehmen, wenn überhaupt, dieser Empfehlung gefolgt sind.

Der Mangel an Transparenz kann das Vertrauen der Öffentlichkeit in Alternativen schwächen, aber auch dem entstehenden PFAS-freien Markt schaden. „Wir können nicht zulassen, dass der Markt macht, was er tut, indem Menschen andere Produkte wählen, wenn sie nicht über diese Informationen verfügen“, sagte Franjevic. „Es schränkt die Möglichkeiten des Marktes wirklich ein, Einfluss darauf zu nehmen, was in die Produkte einfließt.“