Mikroplastik in Binnengewässern – Maßnahmen der Stunde

Binnengewässer sind mit Kunststoffrückständen belastet ebenso wie die Weltmeere. Als problematisch erweist sich die Tatsache, dass Kunststoffe sich offensichtlich weder in Salz- noch in Süßwasser auflösen und spurlos verschwinden, sondern unter Lichteinfluss und mechanischer Beanspruchung in winzig kleine Stücke zerbröseln. Wie sich Mikroplastikpartikel auf die aquatische Welt und die darin lebenden Organismen auswirken, davon berichtete bereits unser Thema des Monats im September 2014. Bislang lässt sich nur spekulieren, welche langfristigen Folgen das hausgemachte Problem Mikroplastik nach sich zieht. Um eine realistische Abschätzung betreiben zu können, braucht die Wissenschaft, die sich erst seit wenigen Jahren intensiv mit dem Thema beschäftigt, noch Zeit. Allerdings ist man sich heute mehr denn je bewusst, dass es geboten ist zu handeln. Gefahr erkannt, Gefahr gebannt? Ein wichtiger Schritt unter vielen werde es sein, meint Professor Christian Laforsch von der Universität Bayreuth im Interview mit k-online, die verschiedenen existenten Methoden und Verfahren, mit denen Mikroplastikpartikel untersucht werden, auf ihre Tauglichkeit und Aussagekraft zu untersuchen und zu harmonisieren.

k-online: Herr Professor Laforsch, woher stammt das Mikroplastik in den Binnengewässern?

Prof. Laforsch: Die Quellen von primärem und sekundärem Mikroplastik lassen sich leider noch nicht benennen. Wir wissen lediglich, dass verschiedene Quellen in Frage kommen.

k-online: Worin liegt der Unterschied zwischen primärem und sekundärem Mikroplastik?

Prof. Laforsch: Zu primären Mikroplastikpartikeln zählen jene Zutaten, die etwa Haushaltsreinigern sowie Kosmetik- und Körperpflegeartikeln beigemengt werden, um dem resultierenden Produkt eine gewünschte Wirkung zu verleihen. Primäres Mikroplastik gelangt, so lässt sich vermuten, vor allem also über das Abwasser in die Umwelt. Zum primären Mikroplastik werden auch die in der Kunststoffherstellung eingesetzten rohstofflichen Granulate gezählt. Wie diese Granulate ins Wasser gelangen konnten? Wir können nur Vermutungen anstellen: Unfälle, Unachtsamkeit, fahrlässiger Umgang mit Rohstoffen vielleicht. Bei sekundärem Mikroplastik handelt es sich Plastikpartikel die entstehen, wenn zum Beispiel im Wasser treibende Plastikflaschen oder Plastiktüten unter UV-Einstrahlung und mechanischer Belastung zerrieben werden und zerbröseln.

k-online: Wann gilt Kunststoff als Mikroplastik?

Prof. Laforsch: Als Mikroplastik werden derzeit Plastikfragmente bezeichnet, die kleiner sind als fünf Millimeter (mm). Inzwischen wird zudem unterschieden zwischen großen Mikroplastikpartikeln (5 bis 1 mm), und kleinen Mikroplastikpartikeln (kleiner 1 mm).

k-online: Welche Risiken gehen von Mikroplastikpartikeln aus?

Prof. Laforsch: Wir haben bei unterschiedlichsten Organismen verschiedenster trophischer Ebenen nachgewiesen, dass sie Mikroplastik aufnehmen. Der Beleg wurde erbracht bei Organismen, die an der Wasseroberfläche ihre Nahrung aufnehmen, bei Organismen, die in der Wassersäule Nahrung aufnehmen, und auch bei Organismen, die im Sediment leben. Auch der Wasserfloh frisst Mikroplastikpartikel, weil er sie mit natürlichen Nahrungsbestandteilen verwechselt, Hauptgrund für die Aufnahme von Mikroplastik durch Tier und andere Organismen.

k-online: Welche Konsequenzen resultieren aus dieser Verwechselung?

Prof. Laforsch: Albatrosse etwa, um ein sehr prägnantes Beispiel anzuführen, verwechseln im Wasser treibendes Plastik mit kleinen Fischen oder Kalmaren. Die Vögel verfüttern es daraufhin an ihre Jungen. In manchen Regionen ist die Population der Albatrosse um bis zu 80 Prozent zurückgegangen ist, weil Jungtiere verhungert sind. Oder: Schildkröten verwechseln, im Wasser treibende Plastiktüten mit Quallen und verenden. Die meisten Tiere fressen Plastik, weil Sie es mit natürlicher Nahrung verwechseln, weil es natürlicher Nahrung anhaftet oder weil es von organischem Material (Biofilm) umgeben ist. Allerdings gilt es zu sagen, bislang sind die Auswirkungen von Plastik auf Organismen nicht wirklich gut untersucht.

k-online: Wird das Plastik nicht über den Verdauungstrakt wieder ausgeschieden?

Prof. Laforsch: Manche Organismen scheiden alles, was sie aufgenommen haben, wieder aus. Allerdings wurden in den zugrundeliegenden Studien Plastikkügelchen verwendet. Es ist potenziell möglich, dass kleinste Mikroplastikpartikel von Zellen – auch menschlichen Zellen – aufgenommen und in den Organismus eingeschleust werden können. Ob Mikroplastikpartikel gewebegängig sind, hängt vermutlich von deren Oberflächenbeschaffenheit ab.

k-online: Mit welchen Folgen ist zu rechnen, wenn Mikroplastik ins Gewebe aufgenommen wird?

Prof. Laforsch: Es konnte gezeigt werden, dass die Aufnahme von Mikroplastik durch Muscheln zu entzündlichen Reaktionen im Gewebe führen kann. Zudem hat Plastik die Eigenschaft, im Wasser befindliche Schadstoffe anzureichern. Werden die kontaminierten Mikroplastikpartikel von Fischen gefressen, können die Schadstoffe deren Leber schädigen, wie Studien belegt haben. Zudem können bei der Herstellung der Kunststoffe verwendete Additive giftige oder hormonelle Wirkung in den aufnehmenden Organismen hervorrufen.

k-online: Was sind das für Schadstoffe, die sich an die Plastikpartikel anlagern?

Prof. Laforsch: Zum Beispiel handelt es sich um Rückstände vor allem in der Landwirtschaft eingesetzter Pestizide oder persistenter beziehungsweise langlebiger organischer Verbindungen (POP). Das sind Stoffe, die in der Umwelt nur sehr langsam abgebaut oder umgewandelt werden.

Hintergrundinformationen zu Persistenten (langlebigen) organischen Verbindungen

k-online: Kann die Kunststoffindustrie mehr tun, um das Entstehen von Mikroplastikpartikeln in der Umwelt zu minimieren? Fehlt es an Aufklärung?

Prof. Laforsch: Wir sind gerade dabei, den Dialog zu suchen, gleiches tut die Kunststoffindustrie. Bislang war ihr gar nicht bewusst, wie groß das Problem mit dem Mikroplastik ist. Zudem galt Kunststoff eher der Heilsbringer und nicht als Problemfall. Natürlich geht es vor allem darum, an der Bildungsschraube zu drehen.

k-online: Hierzulande oder vor allen Dingen in den Entwicklungsländern?

Prof. Laforsch: Auch die westlichen Industrienationen haben eine gehörige Portion Nachholbedarf, ansonsten würden wir bei uns kein Plastik mehr in der Umwelt finden, das aber ist nicht der Fall.

k-online: Sei langem schon wird das Problem der Kontamination der Ozeane mit Plastik diskutiert und wissenschaftlich untersucht. Gibt es eine Vergleichbarkeit mit dem Problem in Binnengewässern?

Prof. Laforsch: Grundsätzlich lässt sich sagen, dass die Probleme und Auswirkungen von Kunststoff im Allgemeinen und von Mikroplastik im Besondern in Salz- und Süßwasser vergleichbar sind. Allerdings ist es fragwürdig, inwieweit sich die verschiedenen Studienergebnisse vergleichen lassen.

k-online: Wie meinen Sie das?

Prof. Laforsch: Die verschiedenen Arbeitsgruppen wenden unterschiedliche Methoden an, etwa bei Entnahme von Mikroplastikproben. Unterschiedliche Siebsätze mit unterschiedlichen Porengrößen führen dazu, dass man auch unterschiedlich große Mikropartikel aus dem Meer fischt. Das wiederum führt unweigerlich zu schwer miteinander vergleichbaren Ergebnissen, etwa über die Belastung eines Gewässers. Ein weiteres Problem zeichnet sich ab bei dem Versuch, ein Mikroplastikpartikel eindeutig als solchen zu identifizieren. Hierzu taugt das Auge nur bedingt, und auch das Mikroskop stößt rasch an seine Grenze. Bis zu einer bestimmten Partikelgröße lässt mittels Augenschein, Erfahrung und Gefühl ein Fundstück als Plastik erkennen. Allerdings sollte sich Wissenschaft nicht von Gefühlen leiten lassen, sondern verifizierte Methoden anwenden. Das bedeutet, das wir in Studien, die Mikroplastikpartikel bislang visuell charakterisiert haben, vermutlich entweder eine über- oder Unterschätzung der Plastikkontamination haben.

k-online: Heißt das, dass die Aussagen aller bisherigen Untersuchungen – vor allem auch im Salzwasser – in Frage zu ziehen sind?

Prof. Laforsch: Bei Studien, deren Datenbestand unter Einsatz rein visueller Methoden generiert wurde, möglicherweise ja. Es gibt aber sehr viele Arbeitsgruppen, die mit verlässlichen Methoden arbeiten. Damit wir uns aber nicht missverstehen: Die Grundaussagen sind stimmig. Die Studien, die mit verlässlichen Methoden durchgeführt wurden, sind zuverlässig. Mag sein, dass es von Region zu Region Variationen gibt. Unzweifelhaft aber ist, dass die Weltmeere eine deutliche Kontamination mit Plastik vorweisen.

k-online: Was schlagen Sie vor, um die wissenschaftliche Basis zu verbessern?

Prof. Laforsch: Es braucht verlässlicher, reproduzierbarer Nachweismethoden wie die Raman-Spektroskopie oder die FT-IR-Spektroskopie (Stichwort: Infrarotspektroskopie). Diese Methoden existieren, sind allerdings oft sehr aufwendig, weil sie nicht automatisiert sind. Weiterhin erweist sich die Pyrolyse gekoppelt an die Gaschromatographie mit Massenspektrometrie (GC/MS) als überaus hilfreiches Instrument, um die Mikroplastikpartikel zu charakterisieren. Bislang gibt es dafür, weder hierzulande noch anderenorts verbindliche Standards. Daran sollte künftig gearbeitet und harmonisierte Lösungsansätze entwickelt und etabliert werden.

k-online: Herr Professor Laforsch, vielen Dank für das Gespräch.

Das Interview führte Guido Deußing.

Weiterführende und vertiefende Informationen:

[1] Polymeranalytik mittels GC/MS
[2] Umweltanalytik: Spurensuche in eisigen Höhen
[3] Neue Erkenntnisse über Mikroplastik im Abwasser