Studie Gewässerbelastung 07.10.2021, 09:00 Uhr

Mikroplastik reichert Metalle aus der Umwelt an

Eine neue Studie zeigt, dass Mikroplastik auch Metalle anreichern, transportieren und freisetzen: Je kleiner die Partikel, desto größer die Belastung.

Zersetzt sich Plastikmüll, können neben Mikroplastikpartikeln auch gebundene Schwermetalle freigesetzt werden. PantherMedia / billroque

Zersetzt sich Plastikmüll, können neben Mikroplastikpartikeln auch gebundene Schwermetalle freigesetzt werden. PantherMedia / billroque

Dass Mikroplastik organische Schadstoffe aus der Umwelt anreichert und transportiert, ist bekannt. Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums Hereon haben nun herausgefunden, dass auch Metalle auf diese Weise transportiert werden können: Je kleiner die Plastikpartikel sind, desto größer ist die Anreicherung von Metallen auf dem Plastik.

Schadstoffe anreichern, transportieren und freisetzen

Die alarmierende Allgegenwärtigkeit und Langlebigkeit von Mikroplastik haben Forschende bereits weltweit nachgewiesen. Die Kunststoffpartikel sind zwischen einem Mikrometer und einem halben Zentimeter klein. Sie entstehen, wenn größere Plastikteile im Meer zerbrechen oder gelangen von Land direkt durch Abwässer in die Flüsse und Ozeane. In sehr hohen Konzentrationen ist Mikroplastik toxisch. Hinzu kommt, dass es auch andere Schadstoffe anreichern, transportieren und freisetzen kann. Bislang war jedoch nur wenig über die Wechselwirkungen zwischen der im Wasser treibenden Mikroplastik und gelöst vorliegenden Metallen bekannt. Das Helmholtz-Zentrums Hereon hat die Wechselwirkungen nun systematisch im Labor untersucht: Überprüft wurde die Anreicherung von 55 verschiedenen Metallen und Halbmetallen an Polyethylen- und Polyethylenterephthalat-Partikeln einer Größe von 63 bis 250 Mikrometer. In Hinblick auf die Verschmutzung von Wasser mit Kunststoffen spielen die beide Kunststofftypen eine wichtige Rolle. Denn die meisten Plastiktüten sind aus Polyethylen und Kunststoffgetränkeflaschen fast ausnahmslos aus Polyethylenterephthalat (PET).

Je kleiner die Mikroplastik, desto stärker die Metall- Anreicherung

Die Untersuchungen haben ergeben, dass die Anreicherung umso stärker ist, je kleiner die Partikel sind. Zudem gab es signifikante Unterschiede zwischen den verschiedenen Metallen und Halbmetallen. Einige Metalle wie Chrom, Eisen oder Zinn, lagerten sich fast vollständig an das Mikroplastik an. Cadmium, Zink und Kupfer zeigten hingegen nahezu keine Anlagerung am Plastik. Zudem wiesen die Polyethylenpartikel eine deutlich stärkere Anreicherung auf als die PET-Partikel.

Metalle werden wieder freigesetzt

Weitere Versuche zeigten, dass die beladenen Partikel die (Halb-)Metalle nahezu vollständig wieder freisetzen – und das unter chemischen Bedingungen, wie sie auch im menschlichen Verdauungstrakt herrschen. Der Versuchsaufbau im Labor war zwar vereinfacht und ohne Modellorganismen. Trotzdem lieferten die Ergebnisse wichtige Hinweis darauf, dass Mikroplastikpartikel im Körper wie ein Trojanisches Pferd für Metalle fungieren und diese verstärkt in Organismen eintragen werden können. In weiteren Versuchen wird jetzt überprüft, wie sich andere, häufig in der Umwelt anzutreffende Kunststoffe verhalten bzw. welchen Einfluss das Alter der Partikel und ihr Verwitterungszustand auf die Anlagerungs- und Freisetzungsprozesse haben.

Von Insa Brockmann, IFA, St. Augustin

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