Mikroplastik

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10–30 Mikrometer kleine Kunststoffkügelchen aus Polyethylen in einer Zahnpasta
Mikroplastik in Flusssedimenten

Als Mikroplastik bezeichnet man Kunststoff-Teilchen mit einer Größe im Mikrometer- oder Nanometerbereich.

Man kann unterscheiden zwischen bewusst erzeugten Mikroplastik-Partikeln zu Gebrauchszwecken, z. B. in Kosmetika, und solchen, die durch den Zerfall von Kunststoffprodukten (Plastikmüll) entstehen.[1] Kunststoffpartikel beiderlei Herkunft verursachen Probleme in der Umwelt, insbesondere weil sie schwer abbaubar sind und eine ähnliche Dichte wie Wasser aufweisen.

Im Januar 2015 warnte das deutsche Umweltbundesamt (UBA) vor „Risiken für Umwelt und Gewässer durch die Verwendung von Plastikpartikeln in Hautcremes, Peelings, Duschgels und Shampoos“.[2][3]

Entstehung, Herkunft, Verwendung[Bearbeiten]

Mikro-Kunststoffpartikel sind Bestandteil z. B. von Zahnpasta, Duschgel oder Peelingmitteln. Die Hersteller fügen sie Produkten hinzu, damit die Anwender einen mechanischen Reinigungseffekt erzielen.[4] Manche Produkte enthalten bis zu zehn Prozent Mikroplastik; nach Angaben des deutschen Umweltbundesamts werden Kosmetika in Deutschland ca. 500 Tonnen Mikroplastik pro Jahr zugesetzt.[3] Unilever, L’Oréal (die Marke The Body Shop) sowie Johnson & Johnson wollen bis 2015 aus der Verwendung von Mikroplastik aussteigen, Procter & Gamble will 2017 folgen.[5] Colgate-Palmolive gab Mitte 2014 an, seine Zahnpasten enthielten keine Plastikpartikel mehr.[6]

In Gewässern entsteht Mikroplastik durch Versprödung aufgrund des im Sonnenlicht enthaltenen Ultravioletts sowie die mechanische Zerkleinerung durch Wellenbewegungen aus Treibgut aus Kunststoff, z. B. Verpackungen, Resten von Geisternetzen, Bauteilen, Möbeln usw. Im Zuge ihres Zerfallsprozesses entstehen immer mehr und immer kleinere Plastikpartikel. Der Abbau dauert oft über hundert Jahre[6]. Die Teile können somit als persistent bezeichnet werden.

2011 berichtete das Fachjournal Environmental Science & Technology von einer Untersuchung an Stränden aller Kontinente: Überall wurde Mikroplastik gefunden; darunter wohl auch Fasern aus Kleidungsstücken aus synthetischen Materialien (z. B. Fleece): Im Abwasser von Waschmaschinen wurden bis zu 1.900 Faserteilchen pro Waschgang gefunden.[7][8]

Emissionen von Mikroplastik in die Umwelt nach Quelle (ohne Bildung aus Makroplastik in der Umwelt)[9]

In einer Untersuchung der Umweltagentur des dänischen Ministerium für Umwelt und Ernährung zu Vorkommen, Auswirkungen und Quellen von Mikroplastik wurde 2015 geschätzt, dass dort die jährlichen Emissionen von Mikroplastik ca. 5.500 bis 14.000 Tonnen betragen. „Sekundäres“ Mikroplastik (u. a. Abrieb von Fahrzeugreifen oder Schuhen) ist dabei um zwei Größenordnungen wichtiger als primäres. Zerfallsteile aus größeren Kunststoffteilen (Makroplastik) in der Umwelt sind in den Zahlen nicht enthalten.[9]

Verbreitung[Bearbeiten]

Mikroplastik ist in fast allen Bereichen der Umwelt nachweisbar: Die Allgegenwart einiger menschengemachter Stoffe war ein Anlass dafür, das derzeitige Erdzeitalter Anthropozän zu nennen.

Ozeane[Bearbeiten]

Hauptartikel: Plastikmüll in den Ozeanen

2013 bestand der Sandstrand mancher Meeresbuchten zu drei Prozent aus Mikroplastik; man vermutet eine weitere Zunahme dieser Quote.[10]

Im Lebensraum der Wattwürmer an der Nordsee macht der Kunststoff PVC mehr als ein Viertel der Mikroplastikpartikel aus.[11]

Auf der Nordseeinsel Juist wurden in allen untersuchten Muscheln, Austern, Speiballen, im Kot von Seemöwen und Seehunden, in Kegelrobben und in Totproben von Schweinswalen Mikroplastikteile gefunden.[12]

Rund um Großbritannien wurden mittels feinmaschiger Netze durchschnittlich 12.000 bis maximal 150.000 Mikroplastik-Partikel pro Quadratkilometer gefunden; im Mittelmeer kommt Schätzungen zufolge auf zwei Plankton-Lebewesen ein Teil Mikroplastik bzw. es wurden bis zu 300.000 Teilchen pro Quadratkilometer gefunden.[13]

Süßwasser[Bearbeiten]

Europa[Bearbeiten]

Bodensee[Bearbeiten]

Im Herbst 2013 begann das Institut für Seenforschung (ISF) unter Beteiligung der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne, den Bodensee auf Verschmutzung und Wirkung von Mikroplastik zu untersuchen. Österreichische Politiker äußerten im November 2013 im EU-Ausschuss des österreichischen Bundesrats die Befürchtung, der Bodensee-Grund könne bis zu 40 Prozent mit Plastikmüll bedeckt sein.[14][15]

Rhein[Bearbeiten]

2015 untersuchte die Universität Basel den Rhein als Meereszufluss auf Kontamination durch Plastikpartikel: an der Flussoberfläche wurden an elf Standorten 31 Proben genommen. Die gemessenen Konzentrationen lagen mit durchschnittlich fast 900.000 Partikeln pro Quadratkilometer bei den höchsten bisher weltweit: Am Rheinknie bei Basel noch unter der im Genfer See (220.000 Partikel/km², „zwischen Basel und Mainz 202.900 Partikel/km²“), im Bereich Rhein-Ruhr jedoch zehnfach höher, bei im Mittel 2,3 Millionen Partikel/km². Die Spitze lag mit 3,9 Mio. Partikeln/km² 15 Kilometer vor der niederländischen Grenze bei Rees. Hochgerechnet ergebe die Plastikfracht an der Wasseroberfläche des Rheins in den Atlantik 191 Mio. Partikel pro Tag, ca. zehn Tonnen pro Jahr. Als auffällig wurde bezeichnet, dass neben Faser- und Fragmentteilchen vor allem Plastikkügelchen gefunden wurden, was auf einen industriellen Einleiter unbekannter Herkunft hinweise.[16][17]

Deutschland[Bearbeiten]
Baden-Württemberg[Bearbeiten]

Die Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg lässt seit Sommer 2014 die Gewässer des deutschen Bundeslands auf entsprechende Belastungen untersuchen; erste Ergebnisse sollen im Herbst 2015 vorliegen.[18][19]

Bayern[Bearbeiten]

Eine im Frühjahr 2015 veröffentlichte, vom Umweltministerium Bayern beauftragte Studie kam zu dem Ergebnis, dass auch Bayerns Gewässer „überraschend stark“ mit Mikroplastik belastet seien. Das Umweltministerium sprach von einer „geringen bis mittleren“ Belastung.[20]

Italien[Bearbeiten]

Im Oktober 2013 veröffentlichten Wissenschaftler der Universität Bayreuth und der Technischen Universität München Analysen zum Gardasee (Oberitalien); auch dort wurden in Würmern, Schnecken, Muscheln, Wasserflöhen und Muschelkrebsen „eine überraschend hohe Zahl“ kleiner Kunststoffteilchen gefunden.[14][21][22]

Österreich[Bearbeiten]

Forscher der Universität Wien untersuchten 2010 bis 2012 Uferbereiche der Donau zwischen Wien und Bratislava und fanden ihn deutlich stärker mit Plastik verschmutzt als bis dahin angenommen: sie fanden pro 1000 Kubikmeter Wasser durchschnittlich 317 Plastikteilchen, aber lediglich 275 Fischlarven. Fische könnten das Mikroplastik mit ihrer üblichen Nahrung wie Insektenlarven oder Fischeiern verwechseln. Hochgerechnet transportiert die Donau täglich wohl rund 4,2 Tonnen Plastikmüll ins Schwarze Meer.[23]

Schweiz[Bearbeiten]

Die Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) Lausanne fand bei einer vom Schweizer Bundesamt für Umwelt (BAFU) beauftragten Untersuchung zwischen Juni und November 2013 in der überwiegenden Anzahl der in den sechs untersuchten Schweizer Seen (Boden-, Brienzer-, Genfer-, Neuenburger- und Zürichsee, Lago Maggiore) und der Rhone bei Chancy an der Grenze zu Frankreich genommenen Wasserproben Mikroplastik-Partikel: 60 % davon Kunststofffragmente. Die am häufigsten gefundenen Kunststoffe waren Polyethylen und -propylen. Weitere 10 % der Partikel waren aus expandiertem Polystyrol (Styropor). Für die Rhone wurde geschätzt, dass sie ca. 10 kg Mikroplastik täglich aus der Schweiz durch Frankreich ins Mittelmeer transportieren und damit zur dortigen Meeresverschmutzung beitragen könnte.[1]

In den genommenen Sandproben machten Schaumstoffe die Hälfte der Partikel aus: hier wurde eine Belastung von im Mittel ca. 1000 Mikroplastik-Partikel pro Quadratmeter gemessen. Darüber hinaus fand sich auch Celluloseacetat (Zigarettenfilter-Material) in einer nennenswerten Menge. Bewusst erzeugtes Mikroplastik, etwa die in Kosmetika eingesetzten Polyethylen-Kügelchen, trug hingegen nur sehr wenig zur gemessenen Gesamtmenge Mikroplastik bei.[1]

Im Wasser des Genfersees beispielsweise wurden hohe Konzentrationen von Mikroplastik gefunden (außerdem in jeder Probe in Strandnähe Plastikteile, darunter Polystyrolkugeln, Reste von Plastikobjekten, Folien und Nylonschnüren).[24]

Nordamerika[Bearbeiten]

In den Großen Seen wurden zwischen 1500 und 1700 Partikel auf 2,5 Quadratkilometer (eine Quadratmeile) gezählt. 85 % waren weniger als fünf Millimeter groß.[25]

Der Bundesstaat Minnesota hat aufgrund der Umweltbelastung die Verwendung von Mikroplastik in Seifen 2015 verboten.[26] In den USA wurde ein Verbot beschlossen, welches am 1. Juli 2017 für die Herstellung und am 1. Juli 2018 für das Inverkehrbringen gilt.[27]

Wirkung in der Umwelt[Bearbeiten]

Da die Kunststoffreste teils hunderte Jahre bis zu ihrem vollständigen Zerfall bzw. ihrer Zersetzung benötigen, sind sie als persistent zu bezeichnen.

Anreicherung von Giftstoffen[Bearbeiten]

Plastik kann Bestandteile wie Weichmacher, Styrolverbindungen, Phthalate usw. enthalten.[28] Viele davon gelten als krebserregend, giftig oder endokrin aktiv.[14]

An der Oberfläche von Mikropartikeln lagern sich viele andere organische Stoffe an, darunter viele langlebige, kaum abbaubare Umweltgifte, z. B. Kohlenwasserstoffe, DDT oder Flammschutzmittel wie Tetrabrombisphenol A.[10][4]

Die nicht-natürlichen Stoffe können eine andere Besiedlung und in der Folge einen anderen Sauerstoffgehalt des verschmutzten Wassers verursachen.[14]

Aufnahme durch Tiere[Bearbeiten]

Bei einem Experiment führten die von Wattwürmern – eine Schlüsselart der Tidenbereiche der Nordsee – zusammen mit Sand (ihrem üblichen Nahrungsmittel) aufgesaugten Mikroplastikteilchen zu Entzündungsreaktionen in ihrem Verdauungstrakt. Zudem lagerten die Würmer auch den Plastikteilchen anhaftende Umweltgifte in ihr Körpergewebe ein.[10] Neben anderen gravierenden Folgen waren ihre Energiereserven nach vier Wochen teilweise nur noch halb so groß wie die der Kontrollgruppe. Die verminderte Fressaktivität führt rechnerisch zu einer mehr als 25 % geringeren Umwälzung des betroffenen Wattsandes.[11]

Menschliche Nahrungsmittel[Bearbeiten]

Nach neueren Untersuchungen scheinen sich Mikroplastikpartikel in der Nahrungskette anzureichern und Lebewesen zu gefährden.[29]

2013 und 2014 wurden in beprobten Honigen Mikroplastikteilchen und andere Fremdpartikel gefunden.[5][30][31]

Im Juni 2014 berichtete der NDR, dass sich in allen beprobten Sprudeln und Bieren Mikroplastikteilchen gefunden hätten; bei Mineralwasser bis zu 7,3 Plastikfasern pro Liter, bei Bier bis zu 78,8. Für die Herkunft wurde Fleece-Material aus Funktionskleidung vermutet.[32] Die zuständigen Verbände wiesen diese Befunde aufgrund eigener Untersuchungen zurück.[33]

Alternativen[Bearbeiten]

Mitte 2014 stellten Forscher Biowachspartikel (z. B. aus Karnaubawachs) als Alternative z. B. zu den in Kosmetika verwendeten Mikroplastikkügelchen vor.[34]

Bekämpfung[Bearbeiten]

Der Plastikmüll im Meer ist häufig von einem Biofilm aus Mikroorganismen bedeckt. Es wird vermutet, dass diese Bakterien am Abbau des Kunststoffs beteiligt sind.[35] Ausfiltern ist nicht sinnvoll, da Plankton mit entfernt würde.[36]

Literatur[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c Schweizer Bundesamt für Umwelt, Bern, 11. Dezember 2014, bafu.admin.ch: Erste Bestandesaufnahme von Mikroplastik in Schweizer Gewässern
  2. umweltbundesamt.de, 4. März 2015: Gewässer entlasten: Mögliche Maßnahmen gegen Mikroschadstoffe (mit weiteren Links)
  3. a b badische-zeitung.de, 29. Januar 2015: Mikroplastik schädigt Umwelt (11. Dezember 2015)
  4. a b deutschlandfunk.de, Wissenschaft im Brennpunkt, 7. April 2013, Anja Krieger: Die Entmüllung der Meere (12. Dezember 2013).
  5. a b Scinexx: scinexx.de: Mikroplastik im Honig nachgewiesen von: NDR, Markt, 17. November 2013: ndr.de: Forscher alarmiert: Plastikteilchen in Lebensmitteln gefunden (12. Dezember 2013).
  6. a b taz.de: Kosmetik löst das Problem nicht. In: Taz. 3. Juli 2014 (7. Juli 2014)
  7. SECURVITAL - Das Magazin, 4/012, S. 5: Textilien - Fleece im Meer (24. November 2012)
  8. Mark Anthony Browne, Phillip Crump, Stewart J. Niven, Emma Teuten, Andrew Tonkin, Tamara Galloway, Richard Thompson: Accumulation of Microplastic on Shorelines Worldwide: Sources and Sinks, Environmental Science & Technology 2011, 45(21), 9175–9179; doi:10.1021/es201811s.
  9. a b Carsten Lassen, Steffen Foss Hansen, Kerstin Magnusson, Fredrik Norén, Nanna Isabella Bloch Hartmann, Pernille Rehne Jensen, Torkel Gissel Nielsen, Anna Brinch: Microplastics Occurrence, effects and sources of releases to the environment in Denmark (Mikroplastik-Vorkommen, -Auswirkungen und -Quellen der Freisetzung in die Umwelt in Dänemark). Danish Environmental Protection Agency, Environmental project No. 1793, 2015, ISBN 978-87-93352-80-3, S. 142.
  10. a b c deutschlandfunk.de, Forschung Aktuell, 2. Dezember 2013, Dagmar Röhrlich: Mikroplastik macht Wattwürmer krank (12. Dezember 2013).
  11. a b Die Welt, 7. Dezember 2013, Annett Stein: welt.de: Plastikmüll vergiftet Schlüsselspezies der Nordsee (12. Dezember 2012).
  12. deutschlandradiokultur.de, Länderreport, 13. November 2013, Anja Krieger: Mikroplastik in jeder Muschel (12. Dezember 2013).
  13. deutschlandfunk.de, 2. Juli 2014, Jochen Steiner: Mikroplastik bedroht Lebewesen im Meer. (7. Juli 2014).
  14. a b c d badische-zeitung.de, dpa, 27. Dezember 2013: Forscher suchen nach Mikro-Müll im Bodensee (27. Dezember 2013)
  15. deutschlandfunk.de, Umwelt und Verbraucher, 15. Januar 2014, Thomas Wagner: Gefährliches Plastik in Binnenseen (18. Januar 2014).
  16. Thomas Mani, Armin Hauk, Ulrich Walter, Patricia Burkhardt-Holm: Microplastics profile along the Rhine River. In: Scientific Reports. 5, 2015, S. 17988, doi:10.1038/srep17988.
  17. Universität Basel, 8. Dezember 2015; unibas.ch: Kleinste Plastikteilchen: Der Rhein gehört weltweit zu den am stärksten belasteten Strömen
  18. Badische-zeitung.de, 8. August 2014, Hans Georg Frank: Land lässt Gewässer auf winzige Kunststoffabfälle untersuchen
  19. welt.de, 24. März 2015: Plastikreste in baden-württembergischen Gewässern werden untersucht
  20. sueddeutsche.de, 16. März 2015: Mikroplastik-Teilchen belasten Bayerns Gewässer.
  21. Hannes K. Imhof, Natalia P. Ivleva, Johannes Schmid, Reinhard Niessner, Christian Laforsch: Contamination of beach sediments of a subalpine lake with microplastic particles, Current Biology, Band 23, Ausg. 19, pR867–R868, 7. Oktober 2013. doi:10.1016/j.cub.2013.09.001.
  22. zeit.de, Wissen, 7. Oktober 2013: Der Gardasee vermüllt (11. Dezember 2015)
  23. badische-zeitung.de: Mehr Plastik als Jungfische. Badische Zeitung (dpa), 7. März 2014. (22. März 2014).
  24. deutschlandfunk.de, Forschung Aktuell, 29. Mai 2013: Auch Seen leiden unter Plastikmüll aus: Scinexx: scinexx.de: Genfer See überraschend hoch mit Plastikmüll belastet von: École polytechnique fédérale de Lausanne, 29. Mai 2013 (12. Dezember 2013)
  25. Scinexx: scinexx.de: Große Seen ersticken an Plastikmüll von American Chemical Society, 10. April 2013.
  26. Minnesota Senate bans soaps with plastic microbeads
  27. To amend the Federal Food, Drug, and Cosmetic Act to prohibit the manufacture and introduction or delivery for introduction into interstate commerce of rinse-off cosmetics containing intentionally-added plastic microbeads. 2016.
  28. deutschlandfunk.de, Umwelt und Verbraucher, 11. April 2013, Anja Nehls: Müllhalde Meer (12. Dezember 2013)
  29. projectbluesea.de: Micro-Beads: Auswirkungen von Kunststoff-Mikropartikeln auf die marine Umwelt (PDF; 1,3 MB).
  30. Gerd & Elisabeth Liebezeit: Non-pollen particulates in honey and sugar, Food Additives & Contaminants: Part A, Volume 30, Issue 12, 2013, doi: 10.1080/19440049.2013.843025.
  31. Test zeigt Verschmutzung im Naturprodukt, Sendung Kassensturz vom 25. März 2014.
  32. scinexx.de: Mikroplastik in Mineralwasser und Bier nachgewiesen. Scinexx. (7. Juli 2014).
  33. ndr.de: Mikroplastik in Mineralwasser und Bier (2. Juni 2014)
  34. scinexx.de: Mikroplastik: Es geht auch ohne. Scinexx, (7. Juli 2014).
  35. Scinexx: Mikroben gegen Plastikmüll im Ozean. von: Society for General Microbiology (SGM), 29. März 2010 (21. November 2014).
  36. Deutschlandfunk am 3. Januar 2016 ab 7:05: Interview mit der Meeresbiologin Melanie Bergmann.