Mikroplastik verteilt Schadstoffe im Meer – Forscher entdecken gefährlichen Doppel-Effekt

Mikroplastik im Meer besteht offenbar nicht einfach aus immer kleineren Resten von Tüten, Netzen oder Verpackungen. Die Partikel können chemische Zusatzstoffe aus dem ursprünglichen Kunststoff behalten und später freisetzen. Zugleich lagern sich Stoffe aus dem umgebenden Wasser an ihrer Oberfläche an. Damit bekommen Mikroplastik und Schadstoffe eine zusätzliche Bedeutung für die Belastung der Meere: Die Teilchen können Chemikalien mit sich führen, obwohl diese ursprünglich gar nicht in diesem Stück Kunststoff enthalten waren.

Untersucht hat das ein Forschungsteam um Go Suzuki vom japanischen National Institute for Environmental Studies gemeinsam mit Wissenschaftlern weiterer japanischer Hochschulen. Ihre Studie erschien im Fachjournal Environmental Science & Technology. Dafür analysierten sie schwimmendes Mikroplastik aus fünf Meeresgebieten rund um Japan sowie größere Plastikstücke aus Flüssen, Küstenregionen und vom Meeresboden. Unter den Fundstücken befanden sich Tüten, Seile, Netze und harte Kunststofffragmente.

Mikroplastik nimmt Schadstoffe auch aus seiner Umgebung auf

In den Proben fanden die Forscher eine ganze Reihe chemischer Substanzen. Dazu gehörten Antioxidantien, Weichmacher, UV-Stabilisatoren, Flammschutzmittel und polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe. Drei Stoffgruppen untersuchten sie näher, weil sie häufig vorkamen oder wegen ihrer Umweltwirkung bereits reguliert beziehungsweise überwacht werden:

Irgafos 168, ein Schutzstoff gegen die Alterung von Kunststoffen
DEHP, ein weit verbreiteter Weichmacher
HBCD, ein langlebiges bromiertes Flammschutzmittel

Vor allem DEHP fiel in den Analysen auf. Einige Proben enthielten mehr als 1000 Mikrogramm pro Gramm Kunststoff, also mehr als 0,1 Prozent ihres Gewichts. Bei Mikroplastik aus Polyethylen und Polypropylen lagen die Werte zudem höher als bei größeren Kunststoffteilen vom Meeresboden. Die Unterschiede lassen sich nach Einschätzung der Wissenschaftler nicht allein mit Zusatzstoffen erklären, die bereits bei der Herstellung im Kunststoff steckten.

Warum Mikroplastik Schadstoffe aus dem Meer anreichern kann

DEHP kann sich offenbar auch nachträglich an den kleinen Partikeln anlagern. Als Quellen kommen Meerwasser, Schwebstoffe und organisches Material infrage. Kleine Kunststoffstücke besitzen im Verhältnis zu ihrer Masse eine große Oberfläche. Dadurch entsteht mehr Kontakt mit der Umgebung als bei einem größeren Stück desselben Materials. Die Ergebnisse passen deshalb zu einer stärkeren Aufnahme von DEHP aus dem Meer.

Auf der anderen Seite können Substanzen aus dem Plastik austreten. Bei Irgafos 168 fanden die Wissenschaftler deutliche Unterschiede zwischen verschiedenen Kunststoffarten und Partikelgrößen. Irgafos 168 wird unter anderem Polyethylen und Polypropylen zugesetzt, damit das Material langsamer oxidiert. Die Verteilung des Stoffes und seiner Abbauprodukte spricht dafür, dass die Verbindungen beim Verwittern aus dem Kunststoff freigesetzt und chemisch verändert werden.

Auch zerfallenes Plastik behält problematische Chemikalien

Wie hartnäckig manche Zusatzstoffe bleiben, wird bei HBCD sichtbar. Das Flammschutzmittel wurde früher unter anderem in geschäumtem Polystyrol eingesetzt und zählt zu den persistenten organischen Schadstoffen. Solche Verbindungen werden in der Umwelt nur langsam abgebaut, können sich in Lebewesen anreichern und über größere Entfernungen gelangen.

In Mikroplastik aus dem Genkai-Meer, aus pazifischen Küstengewässern sowie aus Küstengewässern des Japanischen Meeres lagen die HBCD-Werte zwischen 110 und 590 Mikrogramm pro Gramm Kunststoff. Der Stoff blieb also auch in bereits stark zerkleinerten Partikeln erhalten. „Die Fragmentierung von Makroplastik zu Mikroplastik verringert die chemischen Gefahren nicht zwangsläufig“, schreiben die Forscher in ihrer Arbeit.

Mikroplastik kann Schadstoffe durch das Meer weitertragen

Damit ergibt sich ein doppelter Vorgang. Ein Kunststoffteil kann beim Altern eigene Zusatzstoffe verlieren, während sich andere Chemikalien aus seiner Umgebung daran anlagern. Bleibt ein belasteter Partikel anschließend im Wasser mobil, kann er diese Stoffe an andere Orte transportieren. Für HBCD sprechen die Autoren deshalb von Mikroplastik als möglicher „mobiler sekundärer Quelle“ für bereits vorhandene Schadstoffe.

Wie viel davon später tatsächlich in Tiere gelangt, lässt sich aus den Untersuchungen nicht ableiten. Auch über eine konkrete Gesundheitsgefahr für Menschen sagt die Arbeit nichts aus. Die Wissenschaftler halten weitere Untersuchungen für nötig, um zu klären, wie stark Organismen solche mit Mikroplastik verbundenen Chemikalien aufnehmen und welche ökologischen Folgen daraus entstehen können.

Für die Bewertung von Plastikverschmutzung wollen sie deshalb neben der Partikelmenge auch berücksichtigen, welche Zusatzstoffe im Material stecken, wie lange diese erhalten bleiben und wie weit kleine Partikel sie im Meer transportieren können.

Kurz zusammengefasst:

Mikroplastik kann chemische Zusatzstoffe aus dem ursprünglichen Kunststoff behalten und später freisetzen.
Kleine Partikel können zusätzlich Schadstoffe wie DEHP aus dem umgebenden Wasser und aus Schwebstoffen aufnehmen.
Selbst nach dem Zerfall können problematische Stoffe wie HBCD im Mikroplastik erhalten bleiben und im Meer weitertransportiert werden.

Übrigens: Mikroplastik löst bei Menschen immer wieder gesundheitliche Bedenken aus – doch Fachleute zweifeln an vielen Messungen und sehen bislang keinen gesicherten Beleg für konkrete Gesundheitsgefahren. Mehr dazu in unserem Artikel.