Die richtige Chemie: Winzige Nanoplastiken werfen große Fragen auf

May 13, 2024

Sie sind in nahezu jedem Lebensmittel und Getränk enthalten – und obwohl wir nicht wissen, ob sie unsere Gesundheit gefährden, ist es eine gute Wette, dass sie uns nichts Gutes tun.

Ich habe kürzlich Pickleball kennengelernt. Es ist ein unterhaltsames Spiel, eine Mischung aus Tennis und Tischtennis. Da meine Gedanken oft zur Wissenschaft wandern, fiel mir auf, dass wir auf einer Plastikoberfläche spielten und einen Plastikball mit einem Plastikschläger über ein Plastiknetz schlugen. Ich schaute durch eine Plastiksonnenbrille, trug ein Polyester-T-Shirt, Nylonshorts und Turnschuhe mit Polyurethansohle. Ich trank Wasser aus einer Plastikflasche. Eine interessante Erinnerung daran, dass wir praktisch überall, wo wir hinschauen, auf Kunststoffe stoßen.

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Der Wert von Kunststoffen ist unermesslich. Flugzeuge, Autos, Computer und Krankenhäuser könnten ohne sie nicht funktionieren. Aber wie es im Volksmund heißt: Es gibt kein kostenloses Mittagessen. Vor allem, wenn das Mittagessen in Plastik verpackt ist. Forscher stellen nun Fragen zum endgültigen Schicksal von Kunststoffen – und nicht nur zu unansehnlichem Müll an Stränden, Strohhalmen in den Nasen von Schildkröten oder Vögeln, die von weggeworfenen Sixpack-Beuteln erdrosselt werden.

Könnten die lebensrettenden Kunststoffe in Airbags, Defibrillatoren und MRT-Geräten in manchen Anwendungen auch eine Schattenseite haben? Vielleicht so. Dieses Problem wurde dank moderner Technologie aufgeworfen, die in der Lage ist, das Vorhandensein winziger Kunststoffpartikel zu erkennen, die sich bilden, wenn größere Teile zerfallen. Diese liegen im „Nanopartikel“-Bereich, gemessen in Milliardstel Metern, und sind so klein, dass sie für das menschliche Auge nicht sichtbar sind.

Sicherlich kam niemandem das Konzept von Nanoplastik und dem damit verbundenen Risiko in den Sinn, als 1957 Monsantos Haus der Zukunft als Attraktion in Disneyland eröffnet wurde. In der Werbung für die Eröffnung im Jahr 1957 hieß es, dass „kaum ein natürliches Material irgendwo im Haus vorkommt“. Dies geschah zu einer Zeit, als der Ersatz natürlicher Stoffe wie Holz und Baumwolle durch die neumodischen synthetischen Kunststoffe als Fortschritt galt. Sie waren robust, langlebig und leicht zu reinigen.

Monsanto wollte in Zusammenarbeit mit MIT-Ingenieuren und Disneys „Imagineers“ die Vielseitigkeit von Kunststoff demonstrieren. Die Außenpaneele bestanden aus glasfaserverstärktem Polyester; Im Inneren befanden sich Vinylfliesen, Melamingeschirr, Acrylvorhänge, Nylonteppiche und ein flacher Fernsehbildschirm aus Kunststoff an der Wand. Der Fernseher lief nie, aus dem einfachen Grund, dass es damals noch keine Flachbildfernseher gab.

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Das Haus wurde 1967 mühsam abgerissen. Die Glasfaserkonstruktion war so stark, dass die Abrissbirne einfach abprallte. Schließlich mussten die Arbeiter Presslufthämmer und Motorsägen verwenden. Es bestand keine Sorge darüber, wo das Plastik letztendlich landen würde, und schon gar nicht wurde an die Möglichkeit gedacht, dass die feinen Partikel, die während des Rückbaus überall verstreut wurden, uns am Ende heimsuchen könnten, wenn sie in unsere Nahrung und unser Wasser gelangen. Für den Fortschritt der Wissenschaft ist dies jedoch keine ungewöhnliche Situation.

Oftmals wird ein Problem erkannt und nach einer Lösung gesucht. Nach langer Arbeit wurde eine Antwort gefunden, die weithin als bedeutender Durchbruch angepriesen wird. Wenn es dann in die Praxis umgesetzt wird, kann ein unvorhergesehenes neues Problem auftauchen, das dann angegangen werden muss. Als beispielsweise giftiges Ammoniak oder Schwefeldioxid in Kühlschränken durch die sichereren, inerten Freone ersetzt wurden, konnte niemand vorhersagen, dass dieselben Freone irgendwann in der oberen Atmosphäre landen und die Ozonschicht zerstören würden. Als dies entdeckt wurde, wurden Freone mit einer anderen molekularen Struktur entwickelt, die nicht mit Ozon interagierten.

Während Nanoplastik verständlicherweise niemandem in den Sinn kam, als im Haus der Zukunft die Wunder von Kunststoffen vorgestellt wurden, befinden wir uns jetzt in der Zukunft und wissen viel mehr als damals. Dank der verfügbaren Analysegeräte wissen wir jetzt, dass nahezu jedes Lebensmittel, das wir essen und jedes Getränk, das wir trinken, Nanoplastik enthält, und zwar in Millionen- oder Milliardenhöhe. Wir wissen nicht, ob diese winzigen Partikel unsere Gesundheit gefährden können. Aber es ist eine gute Wette, dass sie uns nichts Gutes tun.

Woher kommen diese Nanopartikel? Eine Hauptquelle sind unsachgemäß entsorgte Kunststoffartikel, die in Wassersystemen landen. Wenn diese durch Wind, Wellen und Sonnenlicht beschädigt werden, zerfallen sie in immer kleinere Stücke, die von kommunalen Wasserfiltersystemen möglicherweise nicht entfernt werden. Im Meer können sie in den Körper von Fischen und von dort in den Menschen gelangen.

Auch Schiffsunfälle können zu dem Problem beitragen. Im Jahr 2021 brach an Bord des riesigen Frachtschiffs X-Press Pearl vor der Küste Sri Lankas ein Feuer aus, das das Schiff schließlich versenkte und etwa 17.000 Tonnen Kunststoffpellets, sogenannte „Nurdles“, ins Wasser spuckte, die Rohstoffe, die geschmolzen und dann geformt werden Kunststoffprodukte herzustellen. Tausende Meerestiere starben durch den Verzehr der Nudeln, und diese Pellets sind immer noch die Quelle von Billionen und Abermillionen Nanopartikeln.

Eine weitere Quelle für Nanopartikel sind Lebensmittel- und Getränkebehälter aus Kunststoff. Forscher der University of Nebraska analysierten Wasser, das bei verschiedenen Temperaturen in Plastikbehältern gelagert wurde. In allen Fällen wurden Millionen von Nanopartikeln aus jedem Quadratzentimeter des Kunststoffs freigesetzt. Die höchsten Zahlen wurden festgestellt, als die Kunststoffe in der Mikrowelle erhitzt wurden. Um eine Vorstellung davon zu bekommen, ob das Nanoplastik irgendeine Art von Toxizität hatte, wurden embryonale Nierenzellen mit Nanoplastik verunreinigtem Wasser ausgesetzt. Bei der höchsten verwendeten Konzentration, die über der normalen menschlichen Exposition lag, starben etwa 75 Prozent der Nierenzellen.

Das bedeutet nicht unbedingt, dass Nanoplastik bei Menschen Nierenprobleme verursachen kann, aber wir können erkennen, dass es keine gute Idee ist, Kunststoffe in der Mikrowelle zu verwenden. Dies wird durch Untersuchungen der Medizinischen Universität Wien unterstrichen, die zeigten, dass Nanoplastik die Blut-Hirn-Schranke überwinden kann. Die Studie wurde an Mäusen durchgeführt, aber Plastik im Gehirn ist keine beruhigende Vorstellung.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass bei der Kunststoffherstellung zahlreiche Zusatzstoffe verwendet werden. Dazu gehören Flammschutzmittel, Weichmacher, Antistatikmittel, Katalysatoren, Viskositätsmodifikatoren, Antioxidantien, Biozide und UV-Lichtstabilisatoren, die auch bei Hitze oder mit der Alterung von Kunststoffen freigesetzt werden können. Einige davon können als „endokrine Disruptoren“ wirken, was bedeutet, dass sie hormonähnliche Wirkungen haben können. Wenn es um die Mikrowelle geht, verwenden Sie Glas oder Keramik.

Bewegungen zur Beseitigung aller Kunststoffe sind kindischer Unsinn, aber wir müssen mit Kunststoffen umsichtiger umgehen. Wir können sicherlich auf viele Einwegartikel verzichten und mikrowellengeeignete Kunststoffe meiden, selbst solche, die angeblich mikrowellengeeignet sind. Aber leider müssen wir akzeptieren, dass Nanoplastik, sei es durch das Reiben von Reifen am Straßenbelag, durch Wasser, das durch Kunststoffrohre fließt, oder durch synthetische Stoffe in der Waschmaschine, ein Teil unseres Lebens ist. Was Pickleball angeht, werde ich es mir nicht nehmen lassen, den Plastikball zu zerschlagen, auch wenn er vielleicht noch mehr Nanoplastik in meine Richtung schleudert.

Der Grund, warum wir heute alles über Nanoplastik in der Umwelt wissen, ist übrigens den Instrumenten zu verdanken, die als „Nanopartikel-Tracking-Analysatoren“ bekannt sind. Natürlich verfügen sie über zahlreiche Kunststoffteile.

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Joe Schwarcz ist Direktor des Office for Science & Society der McGill University (mcgill.ca/oss). Er moderiert jeden Sonntag von 15 bis 16 Uhr die Dr. Joe Show auf CJAD Radio 800 AM

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