Was ist eigentlich Mikroplastik?

Immer mehr wird darüber gesprochen und immer öfter steht es im Mittelpunkt der Medien – Mikroplastik. Aber was genau ist eigentlich Mikroplastik, wo kommt es her und was hat es für Auswirkungen?

Allgemein wird Mikroplastik als Kunststoffteilchen definiert, die kleiner als 5 mm sind. Hierbei wird unterschieden zwischen gezielt hergestelltem und ungewolltem Mikroplastik. Viele Kosmetik Produkte enthalten absichtlich kleinste Kunststoffpartikel, die einen reinigenden Effekt haben sollen. Doch der Großteil des Mikroplastiks entsteht durch Abrieb von kunststoffhaltigen Produkten. Den wohl größten Anteil macht dabei der Reifenabrieb auf Straßen aus. Die sehr feinen Partikel werden dann über die Luft oder die Kanalisation in Flüsse und Meere transportiert. Auch synthetische Kleidung verursacht beim Waschen durch Abreibung Mikroplastik Partikel. Eine weitere große Quelle ist sogenanntes Makroplastik im Meer, also größere aus Kunststoff bestehende Teile, die in den Ozeanen schwimmen. Durch die UV-Strahlung der Sonne verspröden diese Teile und werden durch die Bewegungen im Meer mechanisch zerkleinert bis sie auch zu Mikroplastik zählen.

Die Auswirkungen werden momentan ausgiebig untersucht. Es wurde beispielsweise bereits festgestellt, dass Meerestiere, die sich von Plankton ernähren, viele Mengen Mikroplastik aufnehmen, welches dann zu Entzündungen des Verdauungstraktes führen kann. Außerdem können sich in den Plastikteilchen Giftstoffe anreichern, welche dann auch für Meeresbewohner zum Verhängnis werden können. Die Auswirkungen auf den Menschen sind noch nicht weit genug erforscht aber Fakt ist, dass über die Nahrungskette das von uns erzeugte Mikroplastik in unsere Körper gelangt und dort mit Sicherheit keinen positiven Effekt auf uns hat.

Ein riesen Problem stellt dabei die Langlebigkeit der Kunststoffe dar. Die meisten Partikel benötigen mehrere hundert Jahre um sich in die Einzelteile abzubauen. Reifenabrieb beim Autofahren lässt sich leider nur durch weniger fahren reduzieren. Allerdings gibt es im Internet Listen mit Kosmetik Produkten, die auf Mikroplastik verzichten. So kann man zumindest einen, wenn auch kleinen, Beitrag zu dessen Reduzierung beitragen. Die allgemeine Vermeidung von Kunststoffmüll trägt natürlich auch dazu bei den Anteil an Plastik und Mikroplastik in den Meeren zu reduzieren.

 

Interessanter Poetry-Slam Beitrag zu diesem Thema:

 

Quellen:

https://www.spektrum.de/news/die-giftige-fracht-im-mikroplastik/1585272

http://oceanblog.de/2017/04/mikroplastik-im-meer/

Wie funktioniert ein selbst kühlendes Bierfass?

Im Sommer am See, auf der Grillparty oder am Festivalgelände ohne Strom ein kühles Bier genießen zu können ist nicht immer einfach. Selbst kühlende Bierfässer sind hierfür perfekt geeignet. Man muss nur einen Hebel umlegen und das Bier ist innerhalb weniger Minuten auf Kühlschranktemperatur. Aber wie funktioniert das, so ganz ohne Strom?

In der Technik eines selbst kühlenden Bierfasses werden rein physikalische Effekte ausgenutzt. Nämlich zum Einen die Verdunstung von Wasser und zum Anderen die Adsorption von Wasserdampf auf einer hydrophilen, also Wasser anziehenden Oberfläche. Wie ist nun so ein Bierfass aufgebaut? Ganz innen liegt natürlich der Behälter für das Bier. Direkt um diesen Behälter befindet sich eine Schicht mit einem Material, das Wasser aufsaugen kann. Das kann zum Beispiel eine Art Fließ oder Watte sein. In der nächsten Schicht befindet sich ein so genannter Zeolith. Das ist ein in der Natur vorkommendes, poröses Material mit sehr kleinen Poren. Dieses Zeolith Material hat auf Grund der feinen Poren eine sehr große Oberfläche. Außerdem ist es hydrophil. Das bedeutet, dass Wasser(dampf) stark dazu tendiert sich auf der Oberfläche des Zeolithen anzulagern – man spricht dabei von adsorbieren. Die Kammern mit nasser Watte und Zeolith sind abgetrennt und können über ein Ventil miteinander verbunden werden. Außerdem wird die Zeolith-Kammer so gut es geht evakuiert, so dass ein Vakuum vorliegt. Auch aus der Kammer mit der nassen Watte wird die Luft gesaugt, allerdings nur so weit, dass das Wasser gerade so noch flüssig bleibt. Bei zu geringem Druck würde das Wasser schon verdampfen bevor man das Ventil öffnet.

In diesem Zustand wird die innerste Kammer des Fasses mit Bier gefüllt und verschlossen. Ab diesem Zeitpunkt kann jederzeit der Hebel am Fass umgelegt werden, der das Ventil zwischen den evakuierten Kammern öffnet. Wenn das geschieht, findet ein Druckausgleich statt, da in der Watte-Kammer ja noch ein Restdruck gelassen wurde. Dieser sinkt jetzt noch weiter und das Wasser in der Watte fängt an zu verdampfen. Das Verdampfen benötigt aber Energie. Diese Energie wird dem Bier entzogen, welches dadurch abgekühlt wird. So weit so gut doch in einer geschlossenen Kammer verdampft nur ein geringer Teil des Wassers. Nämlich so lange, bis sich ein Gleichgewicht zwischen Flüssigkeit und Dampf eingestellt hat. Jetzt kommt der Zeolith ins Spiel. Durch die Adsorption des verdampften Wassers auf dessen Oberfläche sorgt der nämlich dafür, dass sich eben kein Gleichgewicht einstellt, sondern der entstehende Wasserdampf sofort „abgezogen“ wird.  Der Verdampfungsprozess kann somit weiter laufen und das Bier wird weiter gekühlt.

Dem Wasser in der Watte wird durch die Verdampfung so viel Wärme entzogen, dass es relativ schnell sogar gefriert. Ab diesem Zeitpunkt verlangsamt sich die Verdampfung. Das Bier wird aber trotzdem weiter gekühlt, da die Wärme aus dem Bier jetzt auch noch dafür benötigt wird um das gefrorene Wasser erst einmal zu schmelzen. Dadurch hält der Kühlvorgang über mehrere Stunden an und es kann lange kaltes Bier genossen werden.

Während der Adsorption des Wassers wird die aus dem Bier gezogene Wärme übrigens wieder freigesetzt und über die Fasswand nach außen abgegeben. Das Fass fühlt sich daher von außen warm an, wird innen aber gekühlt. Bei der nächsten Grillparty weißt du jetzt also auch warum das Bier durch das Umlegen eines Hebels gekühlt werden kann.

 

Quellen:

http://www.uni-protokolle.de/Lexikon/Selbstk%FChlendes_Bierfass.html

http://www.tucher.de/unsere-biere/unser-sortiment/unser-coolkeg/

Warum dauert es in den Bergen länger ein Ei zu kochen?

Warst du schon einmal in den Bergen und hast Frühstückseier gekocht? Dann ist dir sicher aufgefallen, dass es in höheren Lagen länger dauert bis ein Ei hart ist. Aber woran liegt das und gibt es eine Höhe ab der man Eier gar nicht mehr hart kochen kann?

Der Grund für die längere Kochdauer ist der sinkende Luftdruck mit zunehmender Höhe. Der Luftdruck auf Meereshöhe beträgt im Schnitt 1013 hPa (Hektopascal) oder 1 bar. Mit zunehmender Höhe nimmt der Luftdruck ab. Auf 1000 m Höhe liegt der Luftdruck zum Beispiel nur noch bei etwa 890 hPa. Auf dem höchsten deutschen Berg, der Zugspitze (2962 m) liegt der Wert bei ca. 690 hPa. Man sieht der Luftdruck nimmt rapide ab, je höher man kommt. Aber was hat das Ganze mit der Zeit zum Eierkochen zu tun?

Die Antwort liegt in der Temperatur, bei der Wasser kocht. Jetzt kann man sagen, dass man doch schon in der Schule lernt, dass Wasser bei 100 °C kocht. Das stimmt aber nur für bestimmte Bedingungen, nämlich bei einem Umgebungsdruck (Luftdruck) von 1013 hPa (1bar). Mit steigendem Druck steigt auch die Temperatur, bei der Wasser zu kochen beginnt. Andersherum nimmt diese Temperatur bei sinkendem Druck auch ab. Man kann sich das so vorstellen, dass die Wassermoleküle beim Kochen ja vom flüssigen Zustand in den gasförmigen Zustand übergehen müssen. Auf die Wasseroberfläche wirkt immer der Luftdruck. Ist dieser höher, so ist es für die Wassermoleküle schwerer aus dem flüssigen Wasser in das Gas überzugehen und man benötigt eine höhere Temperatur. Sinkt der Luftdruck wird dieser Vorgang vereinfacht und die Siedetemperatur, also die Temperatur, bei der das Wasser kocht, sinkt.

Zurück zum Eierkochen. Da Eier in Wasser gekocht werden, ist die Temperatur des Wassers ausschlaggebend dafür, wie lange es dauert bis die Eier hart sind. Höhere Temperatur heißt mehr Wärme, die in das Ei übergehen und das darin enthaltene Eiweiß zum stocken bringen kann. Aus diesem Grund dauert das Eierkochen in höheren Lagen, und damit bei geringerem Luftdruck, länger als auf Meereshöhe. Aber bis zu welcher Höhe kann man denn überhaupt noch Eier kochen?

Wenn man den mit der Höhe abnehmenden Druck und die mit abnehmendem Druck sinkende Siedetemperatur des Wassers betrachtet, kann man näherungsweise sagen, dass die Temperatur, bei der Wasser kocht, etwa alle 300 Höhenmeter um 1 °C abnimmt. Das bedeutet, dass beispielsweise auf 3000 m Wasser nur noch bei 90 °C kocht. Nun ist natürlich die Frage bis zu welcher Temperatur man ein Ei noch hart kochen kann. Das Eigelb, das übrigens mehr Proteine (Eiweiße) enthält als das Eiweiß, gerinnt bei etwa 65 °C. Das Eiweiß hingegen wird erst bei 82,5 °C komplett hart. Um ein Ei also ganz hart zu kochen muss das Wasser mindestens eine Temperatur von 82,5 °C haben. Nimmt man die oben genannte Näherung an, entspricht das einer maximalen Höhe von 5250 m. Rein rechnerisch ist es also ab dieser Höhe nicht mehr möglich ein Ei komplett hart zu kochen. In den Alpen bekommt man hier also keine Probleme beim Eierkochen, es kann bloß mal etwas länger dauern.

Abhilfe könnte übrigens ein Schnellkochtopf schaffen. Hier wird genau der entgegengesetzte Effekt ausgenutzt. Im Schnellkochtopf wird nämlich ein Überdruck erzeugt, wodurch die Siedetemperatur des Wassers wieder steigt. Wer also auf einem 6-,7-oder 8-Tausender ein hart gekochtes Ei essen will, sollte es entweder unten schon kochen oder sich einen guten Schnellkochtopf mitnehmen.

 

Quellen:

http://www.seilnacht.com/versuche/destill.html

https://de.wikipedia.org/wiki/Gekochtes_Ei#cite_note-Gruber-2

http://www.gerd-pfeffer.de/atm_luftdruck.html

https://de.wikipedia.org/wiki/Luftdruck#Abnahme_mit_der_Höhe