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Wie viel Plastik entkommt der Kläranlage?

Nanoplastik mit Peilsender

| Autor/ Redakteur: Andri Bryner* / Christian Lüttmann

Winzige Plastikpartikel im Wasserkreislauf sind ein anhaltendes Problem. Ein Schutzmechanismus gegen die Verunreinigung der Gewässer mit Nanoplastik sind Kläranlagen. Doch wie effektiv sind sie beim Herausfiltern der winzigen Fremdkörper? Um das zu untersuchen, haben Forscher aus der Schweiz nun eine neue Methode entwickelt, um den Weg der Partikel leichter nachverfolgen zu können.

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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.
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.
(Bild: Andri Bryner/Eawag)

Dübendorf/Schweiz – Winzige Plastikpartikel in der Größenordnung von 100 Nanometern werden in vielen Produkten angewendet, etwa um Farb- oder Duftstoffe zu verkapseln oder als Zusätze in Shampoos und Kosmetika. Viele von ihnen landen noch während der Nutzung des Produkts direkt im Abwasser. Zusammen mit weiterem Plastik, das zum Beispiel vom Reifenabrieb via Straßenentwässerung kommt, gelangen sie in die Kläranlagen.

Bisher war es schwierig, sie dort zuverlässig zu messen. Denn anders als größere Kunststoff-Partikel, so genanntes Mikroplastik, können sie nicht einfach herausgesiebt und gewogen oder gezählt werden. Also war – abgesehen von Modellrechnungen – auch nicht klar, wie viel Nanoplastik in Kläranlagen zurückgehalten wird und wie viel davon in die Umwelt gelangt.

LP-Dossier Mikroplastik In unserem Dossier „Mikroplastik“ haben wir für Sie weitere Forschungsvorhaben und -erkenntnisse zum Thema Mikroplastik zusammengefasst.

Plastikpartikel mit Metallkern

Jetzt hat eine Gruppe von Forschenden von Eawag und ETH Zürich eine Methode entwickelt, wie die Wege von Nanoplastik verfolgt werden können: Sie haben dazu Plastikteilchen hergestellt, in deren Kern sie das Edelmetall Palladium eingebaut haben. Dieses kann mit Standardmethoden relativ einfach detektiert werden.

In ihrer veröffentlichten Arbeit zeigen die Forschenden, wie sie erfolgreich das Verhalten von Nanoplastik im Belebtschlammverfahren einer Kläranlage im Labormaßstab untersucht haben. Laut Projektleiterin Denise Mitrano werden die Nanoplastikpartikel rasch an die Klärschlammflocken gebunden, am Ende beträgt die Elimination über 98%. „Solange der Klärschlamm nicht auf die Felder gebracht, sondern wie in der Schweiz verbrannt wird, gelangt also nur sehr wenig Nanoplastik in die Umwelt“, sagt Mitrano.

Partikel bis in den Organismus verfolgen?

Trotz dieses positiven Befundes ist für Mitrano klar: „Wir müssen noch viel mehr wissen über das Verhalten von Nanoplastik. Auch wenn nur ein kleiner Prozentsatz in den Gewässern landet, kann sich das flussabwärts zu höheren Konzentrationen aufsummieren.“ Sie hofft nun, dass ihre Methode mit den nachverfolgbaren Partikeln zu weiteren neuen Erkenntnissen führt.

Weil das Palladium im Innern des Nanoplastiks sicher eingebunden sei, könnte man sogar verfolgen, ob die extra hergestellten Partikel von Organismen aufgenommen werden und es ließen sich kontrollierte Ökotoxtests durchführen. Es laufen bereits mehrere Projekte mit den gelabelten Partikeln, unter anderem ein gemeinsames Projekt zwischen der Eawag und der Wasserversorgung Zürich über den Rückhalt von Nanoplastik in der Trinkwasseraufbereitung.

Originalpublikation: Denise M. Mitrano, Anna Beltzung, Stefan Frehland, Michael Schmiedgruber, Alberto Cingolani and Felix Schmidt: Synthesis of metal-doped nanoplastics and their utility to investigate fate and behaviour in complex environmental systems. Advanced online publication von Nature Nanotechnology; DOI: 10.1038/s41565-018-0360-3

* A. Bryner, Eawag-Empa, 8600 Dübendorf

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