In Flaschen abgefülltes Wasser kann Hunderttausende von winzigen, bisher nicht identifizierten Plastikteilchen enthalten. Dies geht aus einer Studie von Forschern des Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University hervor, die soeben in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurde. In den letzten Jahren hat die Besorgnis darüber zugenommen, dass winzige Partikel, so genanntes Mikroplastik, praktisch überall auf der Erde auftauchen, vom Polareis über den Boden bis hin zu Trinkwasser und Lebensmitteln.
Diese Partikel, die entstehen, wenn Kunststoffe in immer kleinere Stücke zerfallen, werden von Menschen und anderen Lebewesen aufgenommen, mit unbekannten möglichen Auswirkungen auf die Gesundheit und das Ökosystem. Ein Schwerpunkt der Forschung: Wasser in Flaschen, das nachweislich Zehntausende von identifizierbaren Fragmenten in jedem Behälter enthält.
Mit Hilfe einer neu entwickelten Technologie sind die Forscher nun in eine ganz neue Welt des Plastiks vorgedrungen: in das wenig bekannte Reich der Nanokunststoffe, einer Generation von Mikroplastik, die noch weiter zerfallen ist. Zum ersten Mal haben sie diese winzigen Partikel in Wasserflaschen gezählt und identifiziert. Sie fanden heraus, dass ein Liter im Durchschnitt etwa 240.000 nachweisbare Kunststofffragmente enthielt, 10- bis 100-mal mehr als frühere Schätzungen, die hauptsächlich auf größeren Größen beruhten.
Nanoplastik ist so klein, dass es im Gegensatz zu Mikroplastik durch den Darm und die Lunge direkt in den Blutkreislauf gelangen kann und von dort aus zu Organen wie Herz und Gehirn wandert. Sie können in einzelne Zellen eindringen und über die Plazenta in den Körper des Fötus gelangen.
Medizinische Wissenschaftler untersuchen eifrig die möglichen Auswirkungen auf eine Vielzahl von biologischen Systemen. „Früher war dies ein dunkles, unerforschtes Gebiet. Bei Toxizitätsstudien wurden nur Vermutungen angestellt“, sagt der Mitautor der Studie, Beizhan Yan, ein Umweltchemiker am Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University. „Dies öffnet ein Fenster, durch das wir einen Blick auf eine Welt werfen können, die uns vorher nicht bekannt war. Die weltweite Kunststoffproduktion nähert sich 400 Millionen Tonnen pro Jahr. Mehr als 30 Millionen Tonnen werden jährlich ins Wasser oder auf den Boden gekippt, und viele aus Kunststoffen hergestellte Produkte, einschließlich synthetischer Textilien, scheiden noch während des Gebrauchs Partikel aus. Im Gegensatz zu natürlichen organischen Stoffen zerfallen die meisten Kunststoffe nicht in relativ ungefährliche Substanzen, sondern werden einfach in immer kleinere Partikel derselben chemischen Zusammensetzung aufgespalten und wieder zerlegt.
Abgesehen von einzelnen Molekülen gibt es keine theoretische Grenze dafür, wie klein sie werden können. Mikroplastik wird definiert als Fragmente, die zwischen 5 Millimetern (weniger als ein Viertel Zoll) und 1 Mikrometer groß sind, was einem Millionstel Meter oder 1/25.000stel Zoll entspricht (ein menschliches Haar ist etwa 70 Mikrometer breit). Nanokunststoffe, d. h. Partikel, die kleiner als 1 Mikrometer sind, werden in Milliardstel Metern gemessen. Kunststoffe in abgefülltem Wasser wurden zu einem großen öffentlichen Problem, nachdem in einer Studie aus dem Jahr 2018 durchschnittlich 325 Partikel pro Liter nachgewiesen wurden; nachfolgende Studien haben diese Zahl um ein Vielfaches erhöht.
Wissenschaftler vermuteten, dass es noch mehr waren, als sie bisher gezählt hatten, aber gute Schätzungen waren auf Größen kleiner als 1 Mikrometer, die Grenze der Nanowelt, beschränkt. „Die Menschen haben Methoden entwickelt, um Nanopartikel zu sehen, aber sie wussten nicht, was sie betrachteten“, sagt der Hauptautor der neuen Studie, Naixin Qian, ein Doktorand der Chemie an der Columbia University. Er weist darauf hin, dass frühere Studien zwar Gesamtschätzungen der Nanomasse liefern konnten, aber meist nicht in der Lage waren, einzelne Partikel zu zählen oder festzustellen, ob es sich um Kunststoffe oder etwas anderes handelt. Die neue Studie verwendet eine Technik namens stimulierte Raman-Streuungsmikroskopie, die von Wei Min, einem Biophysiker an der Columbia University, miterfunden wurde. Dabei werden die Proben mit zwei Lasern gleichzeitig untersucht, die auf die Resonanz bestimmter Moleküle abgestimmt sind.
Die Forscher konzentrierten sich auf sieben gängige Kunststoffe und entwickelten einen datengesteuerten Algorithmus zur Interpretation der Ergebnisse. „Es ist eine Sache, etwas zu entdecken, aber eine andere, zu wissen, was man entdeckt“, sagt Min.
Die Forscher testeten drei beliebte, in den USA verkaufte Wassermarken (sie lehnten es ab, die Namen zu nennen) und analysierten Kunststoffpartikel mit einer Größe von bis zu 100 Nanometern. Sie entdeckten zwischen 110.000 und 370.000 Partikel in jedem Liter, von denen 90 Prozent Nanoplastik waren, der Rest war Mikroplastik. Sie bestimmten auch, um welchen der sieben spezifischen Kunststoffe es sich handelte, und kartierten ihre Formen, was für die biomedizinische Forschung von Nutzen sein könnte. Einer der am häufigsten vorkommenden Kunststoffe war Polyethylenterephthalat, kurz PET.
Das war nicht überraschend, da viele Wasserflaschen aus diesem Material bestehen (es wird auch für abgefüllte Softdrinks, Sportgetränke und Produkte wie Ketchup und Mayonnaise verwendet). ) Wahrscheinlich gelangen die Partikel ins Wasser, wenn sie sich beim Zusammendrücken der Flasche oder bei Hitzeeinwirkung lösen.
Eine neuere Studie deutet darauf hin, dass viele Partikel ins Wasser gelangen, wenn der Verschluss wiederholt geöffnet oder geschlossen wird, und dass sich kleine Partikel abnutzen. Allerdings wurde PET von Polyamid, einer Nylonart, übertroffen. Ironischerweise, so Beizhan Yan, stammt dieses wahrscheinlich aus Kunststofffiltern, die angeblich zur Reinigung von Wasser vor der Abfüllung verwendet werden. Weitere häufig vorkommende Kunststoffe, die die Forscher fanden, sind Polystyrol, Polyvinylchlorid und Polymethylmethacrylat, die alle in verschiedenen industriellen Prozessen verwendet werden.
Eine etwas beunruhigende Erkenntnis: Die sieben Kunststoffarten, nach denen die Forscher suchten, machten nur etwa 10 % aller Nanopartikel aus, die sie in den Proben fanden: Sie wissen nicht, woraus die anderen bestehen. Wenn es sich bei allen um Nanokunststoffe handelt, könnte sich die Zahl der Nanopartikel auf mehrere zehn Millionen pro Liter belaufen. Es könnte sich aber auch um alles Mögliche handeln, „was auf die komplizierte Zusammensetzung der Partikel in der scheinbar einfachen Wasserprobe hinweist. Das häufige Vorhandensein natürlicher organischer Stoffe erfordert sicherlich eine vorsichtige Unterscheidung“, schreiben die Autoren. Die Forscher gehen nun über abgefülltes Wasser hinaus. „Es gibt eine riesige Welt von Nanokunststoffen zu untersuchen“, sagt Min.
Er weist darauf hin, dass Nanokunststoffe in ihrer Gesamtheit weit weniger als Mikroplastik ausmachen, aber „es kommt nicht auf die Größe an. Es geht um die Anzahl, denn je kleiner die Dinge sind, desto leichter können sie in uns eindringen. Das Team plant unter anderem, Leitungswasser zu testen, das nachweislich ebenfalls Mikroplastik enthält, wenn auch in weitaus geringerer Menge als Wasser aus Flaschen. Beizhan Yan leitet auch ein Projekt zur Untersuchung von Mikroplastik und Nanoplastik, das beim Waschen der Kleidung ins Abwasser gelangt.
Quelle: Agenturen
