Mikroplastik – eine stetig wachsende Umweltgefahr

Dossier Mikroplastik Mikroplastik – eine stetig wachsende Umweltgefahr

18.02.2015Redakteur: Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Kleinste Plastikteile gefährden die Gesundheit von Meeres- und Flussbewohnern. Warum dieses so genannte Mikroplastik auch für unsere Nahrungskette eine Gefahr darstellt, ist derzeit Gegenstand zahlreicher Forschungsprojekte. Unser LP-Dossier Mikroplastik stellt einige Studienergebnisse vor und beleuchtet die Problematik.

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Winzige Plastikpartikel können der Umwelt schaden – und der Gesundheit von Tier und Mensch.
(Bild: Stephan Glinka / BUND)

Kleinste Plastikpartikel stellen eine gesteigerte Bedrohung in den Gewässern dar. Die Fragmente mit einer Größe unter fünf Millimetern werden als Mikroplastik bezeichnet. Durch Kosmetikprodukte, Zahnpastarückstände oder als Abrieb von Plastikabfällen steigt ihre Anzahl stetig. Ein großer Teil des Mikroplastiks landet irgendwann durch Wind und Regen im Meer, wo es in die Nahrungskette gelangt und schließlich auch beim Menschen auf dem Teller ankommt.

Die sieben Hauptverursacher von Mikroplastik in Gewässern

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Waren die Ozeane bis vor einigen Jahren das primäre Ziel wissenschaftlicher Untersuchungen zum Thema Mikroplastik, so haben Forscher jetzt auch Binnengewässer und unsere Böden genauer unter die Lupe genommen. Und das Ergebnis ist immer gleich: Mikroplastik scheint überall zu sein. Welche neuen Erkenntnisse über Mikroplastik gefunden werden und welche Strategien Forscher gegen die Ausbreitung von Mikroplastik entwickeln, erfahren Sie in den Beiträgen dieses Dossiers.

Forschungsergebnisse rund um Mikroplastik

Kleinste Kunststoff-Teilchen finden sich nicht nur im Wasser, sondern auch in fast einem Meter Tiefe im Erdreich. Dies zeigen Studienergebnisse von Forschern der Universität Marburg:

Auch in Tiefen von mehr als 50 Zentimetern fanden sich noch Kunststoffteilchen im Boden. (Collin Weber)

Forscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht (HZG), der Bundesanstalt für Gewässerkunde und der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) testen ein Verfahren, um metallischen Schadstoffe auf Mikroplastik auf die Schliche zu kommen:

Doktorand Lars Hildebrandt beschäftigt sich im Institut für Küstenforschung mit Mikro- und Nanoplastikpartikeln in der aquatischen und marinen Umwelt. (HZG/Steffen Niemann)

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Mikroplastik ist fast überall im Meer nachweisbar. Fische können es über die Nahrungskette aufnehmen. Landen auf dem Teller beim Mittagessen also plastikgefüllte Fische?

Der Verzehr von Fischfilet könnte für Menschen auch dann unbedenklich sein, wenn Fische in ihrem Leben einer extremen Mikroplastikverschmutzung ausgesetzt waren. (Symbolbild) (©HLPhoto - stock.adobe.com)

Wie kleinste Kunststoff-Teilchen bis in die Arktis gelangen:

In geringem Maße könnte durch die Ablagerung von relativ dunklen Plastikpartikeln auch die Rückstrahlfähigkeit des Schnees und Eises beeinträchtigt werden, was zu verstärktem Abschmelzen und damit weiterer Klimaerwärmung führen könnte. Ein ähnlicher Effekt ist durch die Ablagerung von Ruß in der Arktis bekannt. (gemeinfrei, 8moments)

Eine Übersicht über gängige Methoden zur Mikroplastik-Analytik soll helfen, den winzigen Partikeln besser auf die Spur zu kommen:

Mikroplastik ist mit dem bloßen Auge nicht immer zu erkennen, mit der richtigen Analytik aber nahezu überall zu finden – vom Sandstrand bis hin zum Tiefsee-Sediment (Sybmolbild). (gemeinfrei, Clay Banks)

Wie sich toxische Additive in Kunststoffen z.B. aus Mikroplastikproben, nachweisen lassen, erfahren Sie in diesem Fachbeitrag:

Abb. 1: Viele Kunststoffe des täglichen Bedarfs enthalten Additive – die teils toxischen Stoffe gelangen durch falsche Entsorgung auch in die Umwelt. (©Friedberg - stock.adobe.com)

Mithilfe von Luftblasen wollen Forscher Plastikpartikel effizienter aus Abwasser entfernen:

Abb. 1: Plastikmüll wird zum Problem – via Nahrungskette auch für uns Menschen (Symbolbild). (©Imagenatural - stock.adobe.com)

Im LP-exklusiven Interview erklärt Prof. Dr. Christian Laforsch von der Universität Bayreuth, welche Auswirkungen Mikroplastik für Süßwasserökosysteme hat:

Abb. 1: Als Sprecher des Sonderforschungsbereichs Mikroplastik der Universität Bayreuth sucht  Prof. Dr. Christian Laforsch nach Strategien gegen Mikroplastik. (Universität Bayreuth)

Wie man thermoplastische und elastomere Mikropartikel aus z.B. Reifenabrieb analysiert, erklärt dieser Fachartikel:

Abb.1: Reifenabrieb stellt laut aktuellen Studien fast ein Drittel des in Gewässern gefundenen Mikroplastiks. (©Mario Hoesel – stock.adobe.com)

Im fünften und letzten Teil der Artikelserie Mikroplastik geht es um die Entfernung von Mikroplastik aus Abwasser:

Abb.1: Ausschnitt aus dem Plastik-Mikroplastik-Pfad (Vom Eintrag als Plastikteil bis zur Akkumulation in Boden, Luft und Wasser) [17], [18] (Wasser 3.0)

Wie Mikroplastik in Umweltproben analysiert wird, lesen Sie im vierten teil der Artikelserie Mikroplastik:

Abb. 1: Nach wie vor existiert keine einheitliche Analysemethode zur Detektion von Mikroplastik in Umweltproben. (©dottedyeti; picoStudio - stock.adobe.com; © www.pelzinger.de)

Im dritten Teil der Artikelserie Mikroplastik erfahren Sie Details zum Nachweis von Plastikpartikeln:

Abb. 1: Ein Problem der Mikroplastik-Analytik liegt in der ernomen Diversität und Komplexität der Mikroplastikmatrix – es gibt schätzungsweise allein rund 2000 verschiedene Polyethylene (PE). (©szrmaks; ©Eno1 - stock.adobe.com_[M]-Kübert)

Wer ein Problem lösen will, muss es zunächst verstehen. Das fängt schon bei einer vermeintlich einfachen Begriffsdefinition an. So ist nicht immer klar, was genau mit Mikroplastik gemeint ist. Mehr dazu lesen Sie im zweiten Teil der Artikelserie Mikroplastik:

Abb. 1: Quellen für Mikroplastik gibt es viele – doch was ist Mikroplastik eigentlich genau? (©Piman Khrutmuang; ©Alpha-Maus; ©Oleksandr Delyk; ©Simone; ©chris; ©nanisimova; ©Carmen 56; ©Alexstar - stock.a)

Mikroben, die Plastik abbauen und die Meere vom Müll befreien – dies bleibt wohl Wunschdenken, wie eine Studie von von Wissenschaftlern des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung zeigt. Warum das so ist, lesen Sie hier:

Meeresverschmutzung mit Plastik ist allgegenwärtig, selbst an menschenleeren Traumstränden, wie hier auf Lanzarote, oder in noch abgelegeneren Regionen wie der Arktis. (IOW / F. Klaeger)

Wie kann die Forschung bestmöglich mit der Öffentlichkeit zusammenarbeiten, um dem Problem Mikroplastik einen Riegel vorzuschieben? Dieser Frage geht der erste Artikel einer fünfteiligen Serie zum Thema Mikroplastik nach:

Abb. 1: Plastikmüll wird in unseren Weltmeeren zum Problem – doch nicht nur dort. (©triocean - stock.adobe.com)

Eine Gefahr durch Plastikpartikel im Meer ist ihre Eigenschaft, giftige Mikroorganismen auf ihrer Oberfläche anzusammeln. So haben Forscher „fischtötendes“ Plankton auf maritimem Mikroplastik gefunden:

Plastikmüll zerfällt im Meer nach und nach zu Mikroplastik. Darauf siedelt sich u.a. Plankton an (Symbolbild). (gemeinfrei, MonicaVolpin)

Welche Wege nimmt der Plastikmüll in den Meeren? Dies wollen Forscher auf dem Forschungsschiff Sonne bei einer Pazifik-Expedition ergründen:

Route der Pazifik-Expedition (Die Aktivisten, Leipzig)

Trotz zahlreicher Warnungen vor der Gefahr durch Mikroplastik hält eine Studie von Forschern der Empa aus der Schweiz dagegen. Warum die Wissenschaftler derzeit in Europa noch keine akute Gefahr durch Mikroplastik sehen, erfahren Sie hier:

Mikroplastik findet man in allen möglichen Farben und Formen. (Bernd Nowack / Empa)

Dass Plastik im Wasser auch indirekt negative Folgen auf das Ökosystem hat, zeigt sich am Beispiel des Wasserflohs. Der erblindet regelrecht für Gefahren, wenn Plastikmüll in seinem Lebensraum schwimmt:

Typische Körperform des Wasserflohs Daphnia longicephala: links ohne, rechts mit Verteidigungsstrukturen. Die „Kopfhaube“ erinnert an einen Helm und reduziert das Risiko, gefressen zu werden, deutlich. (Christian Laforsch)

Dem Weg der Plastikpartikel auf der Spur sind Forscher von Eawag und ETH Zürich aus der Schweiz. Sie haben eine Methode vorgestellt, mit der sich die Verbreitung von Nanoplastik leichter verfolgen lässt:

Forscherin Denise Mitrano, hier im Labor des Instituts für Chemie- und Bioingenieurwissenschaften der ETH bei der Synthese von Plastikpartikeln im Nanomaßstab, mit einem winzigen Anteil an Palladium. (Andri Bryner/Eawag)

Mikroplastik gelangt über den Wasserkreislauf in die Meere. Hier haben Kläranlagen großes Potenzial, denn sie könnten die winzigen Partikel herausfiltern. Zu diesem Zweck haben Fraunhofer Forscher neue Wasserfilter entwickelt:

Ein neuer Wasserfilter soll mittels lasergebohrter Löcher Mikroplastik effizient auch aus großen Wassermengen herausfiltern. (© Fraunhofer ILT, Aachen)

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