Meeresfrüchte mit einer Portion Mikroplastik

Von Iva Fedorka.

Plastikmüll wurde am Polarkreis, auf dem Gipfel des Mount Everest und auf dem Grund der Ozeane gefunden. Diese winzigen Plastikpartikel oder Mikroplastik werden häufig von Meerestieren in unserer Nahrungskette aufgenommen, und wir wissen noch nicht genau, wie sich dieses Mikroplastik auf die Gesundheit von Wasserlebewesen und Menschen auswirken kann.

Plastik, Plastik überall

Die Kunststoffproduktion ist seit den 1960er Jahren jährlich um 8,7 Prozent gestiegen und ist heute eine globale Industrie mit einem Wert von Hunderten von Milliarden Dollar. Vier bis 12 Millionen Tonnen Plastik gelangen jedes Jahr in die Ozeane, und es wird erwartet, dass die Menge an Plastik in den Ozeanen bis 2050 die Fischpopulationen übersteigen wird. Nach vorsichtigen Schätzungen zirkulierten im Jahr 2018 5,25 Billionen Plastikteilchen in den Oberflächengewässern der Erde.

Achtzig Prozent dieser Plastikabfälle sind Müll und Gegenstände, die aus Industrieabwässern, Binnengewässern und Abwasserabflüssen stammen. Etwa drei Viertel dieses Mülls sind nicht gesammelte Abfälle, die restlichen 25 Prozent stammen aus der Abfallwirtschaft.

Was ist Mikroplastik?

Der Begriff Mikroplastik (MP) wurde 2004 eingeführt, um Kunststoffpartikel mit einer Größe von 0,1 µm bis 5 mm zu beschreiben. Sie variieren in Größe, Form, chemischer Zusammensetzung und Polymertyp. Die gängigsten Kunststoffe sind Polyethylen und Polypropylen. Einige MP wurden in einer kleinen Größe hergestellt (primäre" MP), während andere ("sekundäre" MP) entstehen, wenn größere Teile abgebaut werden.

Quellen von Mikroplastik

Körperpflegeprodukte (wie Peelings) enthalten Mikroperlen, eine Art von primärem MP. Allein in den Vereinigten Staaten werden täglich schätzungsweise acht Milliarden Mikroperlen in marine Lebensräume freigesetzt. Industrielle Schleifmittel und Pellets, die zur Herstellung größerer Kunststoffartikel verwendet werden, sind eine weitere wichtige Quelle für primäre MP. Zu den sekundären MP gehören Mikrofasern aus Textilien und Reifenstaub sowie Partikel, die bei der Zersetzung anderer Kunststoffteile entstehen.

Kunststoffabbau

Selbst wenn die Kunststoffherstellung vollständig eingestellt würde, würden weiterhin sekundäre MP aus vorhandenen Kunststoffabfällen entstehen, da sich diese Abfälle zersetzen. Die Abbaugeschwindigkeit hängt vom Kunststoffe oder Polymer sowie von der Art, Form, Dichte und dem Alter des Kunststoffartikels ab. Auch die Umweltbedingungen (Wetter, Temperatur, Strahlung und pH-Wert) beeinflussen die Abbaugeschwindigkeit.

Obwohl Kunststoffe sehr haltbar sind, können sie dennoch durch biologischen Abbau (Zersetzung durch Mikroorganismen), Photoabbau durch Sonnenlicht oder Photonen, Thermo- oder thermische Oxidation (langsamer molekularer Verfall bei mäßigen oder hohen Temperaturen) und die hydrolytische Wirkung von Wasser beeinträchtigt werden.

Fragen der Forschung

Obwohl viele Berichte über die MP-Verschmutzung in Meeresfrüchten und in der aquatischen Umwelt veröffentlicht wurden, hat der Mangel an standardisierten Probenahme-, Identifizierungs-, Quantifizierungs- und Analysemethoden zu uneinheitlichen Ergebnissen geführt.

Probenentnahme und -vorbereitung

Wasser, Sediment und der Magen-Darm-Trakt von Wassertieren sind die üblichen Proben der Wahl. Oberflächenwasser wird mit Netzen oder Schleppnetzen entnommen. Sedimente können mit Schaufel- oder Kernproben entnommen werden. Die Lebern, Kiemen, Eingeweide und andere Organe von Wasserorganismen werden seziert. Die MP werden dann mit Hilfe von Dichtebestimmung, chemischem Aufschluss und anderen Probenvorbereitungsmethoden von den Matrices getrennt.

Charakterisierung und Quantifizierung

Sobald die MP abgetrennt sind, werden sie chemisch untersucht, um die spezifischen Arten von Polymeren zu identifizieren, die sie enthalten. Derzeit charakterisieren die Wissenschaftler die MP mithilfe von Gaschromatographie/Massenspektrometrie (GC/MS), Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie, Raman-Spektroskopie, Pyrolyse und anderen bildgebenden Verfahren.

Der MP-Gehalt von Wasser, Sediment und Biota wird in der Regel als "Partikel pro m3", "Partikel pro m2" bzw. "Partikel pro Individuum" angegeben. Bei vielen Bewertungen werden jedoch Kunststoffpartikel im Nanobereich (mit einer Größe von 0,001 bis 0,1 µm) nicht berücksichtigt, für die es nicht immer effektive Messmethoden gibt.

Zusätzlich zu den Kunststoffen werden bei der Kunststoffherstellung auch Chemikalien zugesetzt. Bis zu 4 Prozent des MP-Gewichts können aus Weichmachern, Pigmenten, antimikrobiellen Mitteln, Stabilisatoren und anderen Zusatzstoffen bestehen. Diese Chemikalien können aus den Kunststoffen in die Umgebung auslaugen. Die Auslaugung nimmt mit der Zersetzung zu, wenn das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen der MP zunimmt.

MP absorbiert nachweislich auch persistente organische Schadstoffe (POP), darunter polychlorierte Biphenyle (PCB), polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK), chlororganische Pestizide, Flammschutzmittel und andere Nebenprodukte von Konsumgütern oder Siedlungsabfällen.

Wie geht es weiter?

Obwohl uns die Ernährungsbehörden raten, mehr Meeresfrüchte zu essen, könnte die Besorgnis über den MP-Gehalt tatsächlich zu einem geringeren Verbrauch führen. Mehr Forschung über die von MP ausgehenden Gesundheitsrisiken für Mensch und Tier ist von entscheidender Bedeutung, wenn wir die Verbraucher und die Umwelt schützen wollen.

Obwohl viele Wassertiere, die MP aufnehmen, untersucht wurden, ist weitere Forschung erforderlich. Da einige MP dichter als Wasser sind, sinken sie ab und werden eher von bodenlebenden Organismen verschluckt. Andere MP sind weniger dicht und können von Fischen und anderen Arten, die in der Wassersäule leben, gefressen werden.

Die Verhinderung und Entfernung von MP aus dem Wasser ist ebenfalls ein wichtiges Thema. Technische und biotechnologische Hilfsmittel, wie z. B. fortschrittliche Wasseraufbereitungsverfahren, könnten dazu beitragen, die Verschmutzung durch MP zu kontrollieren, zu verringern oder sogar zu beseitigen. Da die Beseitigung von Plastikmüll auch von der wirtschaftlichen Entwicklung, der lokalen Infrastruktur und der Gesetzgebung abhängt, wird es eine Herausforderung sein, die bestehenden Gewohnheiten, Praktiken und Arbeitsplätze zu ändern.

Iva Fedorka ist Inhaltsverfasserin bei Thermo Fisher Scientific.