Umwelt

Zahnpastaperlen als Giftschwämme

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Annett Stein

Mikropartikel aus Plastik landen auf Feldern, in Gewässern und Tieren – mit hoher Konzentration von Schadstoffen

Bunte Krümel im Sand: An Stränden wird für jeden sichtbar, dass Plastikmüll ein immenses Problem geworden ist. Es gibt schockierende Bilder – von verhungerten Albatrossen etwa, zwischen deren Knochen bunte Kunststoffbündel liegen, wo einst der Magen war. Weit üblere Folgen aber könnten die winzigen, mit bloßem Auge oft nicht sichtbaren Mikropartikel haben, und das nicht nur im Meer. „Stehende Binnengewässer sind ähnliche Senken wie Meere“, ist Christian Laforsch von der Universität Bayreuth überzeugt. Nur gebe es dazu weit weniger Studien. „Die Kontamination ist sicher schon vorhanden“, sagt Laforsch. „Es wurde bloß lange nicht wahrgenommen.“

Eine im März dieses Jahres im Fachjournal „Environmental Pollution“ veröffentlichte Studie zeigt, dass in der Donau stellenweise mehr Plastikpartikel als Fischlarven treiben. Im zweitgrößten Fluss Europas finden sich nach Schätzung der Forscher um Hubert Keckeis von der Universität Wien im Durchschnitt 317 Plastikpartikel und nur 275 Fischlarven je 1000 Kubikmeter Wasser. Am italienischen Gardasee liegen Partikel von weniger als fünf Millimetern Größe in manchen Uferbereichen so dicht wie an Meeresstränden, hatte zuvor ein Team um Laforsch in der Fachzeitschrift „Current Biology“ berichtet. Die Krümel bestehen aus Kunststoffen wie PVC, Polystyrol oder Polyurethan, oft sind Chemikalien wie Weichmacher oder Flammschutzmittel zugesetzt. Die Kunststoffteile stammen Laforschs Analyse zufolge vorwiegend von Konsumgütern und Verpackungen und geraten direkt oder durch Verwehungen von Mülldeponien in den See. In Würmern, Schnecken, Muscheln, Wasserflöhen und Muschelkrebsen ließen sich bereits aufgenommene Mikropartikel nachweisen. Erwartet hatten die Forscher eine weit geringere Verschmutzung: Der Gardasee liegt unterhalb der Alpen; Bäche und Flüsse haben keine lange Strecke bis zu ihrer Mündung – entsprechend kurz sind die möglichen Eintragswege.

Es sei anzunehmen, dass Gewässer in der Nähe von städtischen Zentren und Industriegebieten noch viel stärker belastet sind, sagt Laforsch. Bisher hätten sich allerdings nur wenige Studien überhaupt mit Mikropartikeln in Binnengewässern beschäftigt. „Darum gibt es noch sehr viele und sehr große Fragezeichen“, sagt er. Das gelte für die Quellen, die eingetragenen Mengen und den Verbleib ebenso wie für die Folgen für Tiere und Ökosysteme. Feines Plastikgranulat wird zum Beispiel für Kosmetikprodukte verwendet: in Peelings, als Massageperlen in Duschgelen oder auch in Zahnpasten.

Klärschlamm auf Feldern

Weit größer dürfte allerdings die Menge von aus Waschmaschinen stammenden Partikeln sein. Eine Analyse habe gezeigt, dass bei der Reinigung synthetischer Kleidung mehr als 1900 Fasern je Waschgang im Abwasser landen, sagt Laforsch. In der Medizin beruhen viele Präparate auf Kunststoffbasis. Auch bei technischen Prozessen wie der Herstellung von Lebensmitteln oder Wascharmaturen wird Mikroplastik freigesetzt.

„Aber das ist nur ein Teil des Problems“, erklärt der Geochemiker Peter Grathwohl von der Universität Tübingen. Bei starkem Regen sei die Kapazität der Klärwerke rasch ausgeschöpft. „Wenn es kein Rückhaltebecken gibt, fließt der Überlauf ungefiltert in die Flüsse.“ Zudem – das zeigte auch die Studie im Petersburger Klärwerk – sammeln sich ausgefilterte Mikropartikel im Klärschlamm. Der aber landet in Deutschland oft auf Feldern oder im Kompost. Jährlich fallen nach Daten des Statistischen Bundesamtes rund zwei Millionen Tonnen Klärschlamm (Trockenmasse) an. Auch wenn in den vergangenen Jahren ein wachsender Anteil verbrannt wurde: Etwa die Hälfte des Schlamms wird noch immer zur Düngung in der Landwirtschaft genutzt, landbaulich etwa zur Rekultivierung verwendet oder kompostiert.

„Vieles, was auf die Felder kommt, geht in den Boden oder wird ins Wasser gespült“, sagt Laforsch. Zu den sogenannten primären Partikeln aus dem Abwasser kämen die sekundären hinzu: Krümel größerer Fragmente wie Flaschen oder Einkaufstüten, die von UV-Licht, durch mechanische Einflüsse oder auch Mikroorganismen zersetzt wurden. „Irgendwann sind es Nanopartikel, die mit bloßem Auge nicht mehr zu sehen sind.“ Auf dem Wasser treibender Plastikmüll sieht unschön aus, die unsichtbaren Minipartikel bereiten den Forschern aber weit größere Sorgen. „Je kleiner sie sind, desto leichter können die Partikel von Tieren aufgenommen werden“, sagt der Ökotoxikologe Stephan Pflugmacher Lima von der TU Berlin. Damit seien sie auch als gefährlicher einzuschätzen.

Und die Krümel reichern Schadstoffe an. „Kunststoffpartikel sind ein Schwamm für hydrophobe Schadstoffe“, erklärt Gesine Witt von der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg. Pestizide wie Dichlordiphenyltrichlorethan (DDT) zählten dazu, Polychlorierte Biphenyle (PCB) und Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) – allesamt gesundheitsschädlich oder krebserregend. „Ihre Konzentration kann in den Plastikpartikeln bis zu 100.000-fach höher sein als in der Umgebung.“

Zugefügte toxische Substanzen

Aus diesem Grund würden Kunststoffe gerne genutzt, um für Analysen Schadstoffe aus der Luft oder dem Wasser zu sammeln, sagt Grathwohl. Viele der gebundenen Substanzen stammten aus Verbrennungsprozessen, auch Pestizide, Arznei- und Desinfektionsmittel seien mögliche Quellen. Die Schadstoffe würden nicht nur angereichert, sondern – an die Partikel gebunden – auch beschleunigt transportiert. Zudem seien sie schlechter für den Abbau durch Mikroorganismen verfügbar. „In Sand und sandigen Sedimenten können sich plötzlich Schadstoffe sammeln, die es dort vorher nie gegeben hat“, erklärt Witt. In Schweden seien von Papierfabriken lange tonnenweise Zellulosefasern ins Meer gespült worden, nennt Grathwohl ein Beispiel. „In der Folge haben sich dort im Sediment Dioxine und PCBs angereichert.“

Zudem werden den Kunststoffen zugefügte toxische Substanzen wie Weichmacher und Flammschutzmittel wieder an die Umgebung abgegeben. Das spiele möglicherweise auch im Verdauungstrakt von Tieren eine Rolle, sagt Laforsch. Auch dazu gibt es bisher kaum Untersuchungen.

Auf jeden Fall seien Mikropartikel ein zunehmendes und allgegenwärtiges Problem, betont Laforsch. „In jedem Raum fliegen Plastikpartikel durch die Luft, wir haben sie im Boden, im Wasser, überall.“ Es sei dringend nötig, dem Phänomen und seinen Folgen näher auf den Grund zu gehen. „Eines ist sicher“, sagt Witt. „Es wird nicht reichen, Zahnpasta wieder kunststofffrei zu machen.“