Metastudie

Unterschätzte Gefahr: Mikroplastik auf dem Trockenen

Kleinste Plastikteilchen stellen auch für Lebewesen an Land eine Bedrohung dar und könnten dort sogar schädlicher wirken als im Meer. Zu diesem Ergebnis kommen Forscher vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB).

Über Abwasser und Klärschlamm gelangt Mikroplastik, hier Polyacrylfasern, ins Erdreich. Anderson Abel de Souza Machado

Dass Mikroplastik die Weltmeere verschmutzt und schädlich auf Küsten- und marine Lebensräume wirkt, ist mittlerweile bekannt. Doch wie beeinflussen kleinste Plastikteile die Ökosysteme „auf dem Trockenen“?

Mit dieser Frage beschäftigt sich die vom IGB und der Freien Universität Berlin initiierte Untersuchung, indem sie bisherige Einzelstudien zum Thema Mikroplastik in Bezug auf terrestrische Ökosysteme auswertete.

„Zwar gibt es bislang wenig Forschung auf diesem Gebiet, doch die vorliegenden Ergebnisse sind alarmierend: Kleinste Plastikteilchen sind praktisch überall auf der Welt vorhanden und können verschiedenste Beeinträchtigungen auslösen. Die bisher beobachteten Effekte von Plastikpartikeln in Mikro- und Nanogröße auf terrestrische Ökosysteme weltweit lassen darauf schließen, dass auch diese stark gefährdet sind“, erklärt IGB-Forscher Anderson Abel de Souza Machado, Leiter der Studie.

Dass Mikroplastik schädlich für Ökosysteme ist, etwa wenn es von Schlüsselorganismen in Seen aufgenommen wird, zeigten IGB-Forscher bereits in früheren Arbeiten.

 

Großbritannien verbietet, in Kosmetik Mikroplastik zu verarbeiten - wie die USA, Kanada, Schweden. In Deutschland wächst die Zahl der belasteten Produkte. Auch ein Zahnfleischpflege-Gel enthält die Partikel.

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Weltweit werden jährlich mehr als 400 Millionen Tonnen Plastik produziert, schätzungsweise ein Drittel allen Plastikmülls findet dabei seinen Weg in Böden oder Binnengewässer, bilanziert das IGB. Ein Großteil dieser Plastikteile zerfällt in Partikel kleiner als fünf Millimeter, also in Mikroplastik, und weiter in Nanopartikel mit einer Größe von weniger als 0,1 Mikrometer.

Die Verschmutzung durch Mikroplastik an Land ist dabei viel größer als in den Meeren – sie wird je nach Umgebung auf das 4- bis 23-Fache geschätzt. Ein wichtiger Faktor zur Verbreitung von Mikroplastik ist das Abwasser. 80 bis 90 Prozent der darin enthaltenen Partikel, etwa von Kleiderfasern, verbleiben im Klärschlamm, der dann häufig als Dünger auf Felder ausgebracht wird, wodurch jährlich viele Tausend Tonnen Mikroplastik auf unseren Böden landen.

Das Problem: Mikroplastik kann Eigenschaften aufweisen, die unmittelbar schädigend für Ökosysteme sein können. So können die Oberflächen kleinster Plastikteile mit krankheitserregenden Organismen angereichert sein und als Vektor fungieren, also die Krankheiten in die Umwelt transportieren, berichten die Forscher. Außerdem könne Mikroplastik auch mit der Bodenfauna interagieren und deren Gesundheit sowie die Bodenfunktion beeinträchtigen.

Änderungen der Genexpression und Verhaltensänderungen von Lebewesen sind möglich

Generell gilt laut IGB: Wenn Plastikpartikel zerfallen, gewinnen sie neue physikalische und chemische Eigenschaften, mit denen auch die Gefahr wächst, dass sie toxisch auf Organismen wirken. Und je breiter die Möglichkeiten schädlicher Wirkungen sind, umso größer ist die Zahl potenziell betroffener Arten und ökologischer Funktionen.

Besonders problematisch sind chemische Effekte bei der Zersetzung, wie das Autorenteam feststellte. So treten aus den Plastikpartikeln Additive wie Phthalate und Bisphenol A aus. Sie sind für ihre hormonellen Wirkungen bekannt und können bei Wirbeltieren ebenso wie bei einigen Wirbellosen zu Störungen des Hormonsystems führen. Außerdem können Teilchen in Nanogröße Entzündungen auslösen, Zellbarrieren überwinden oder verändern und sogar besonders selektive Membranen wie die Blut-Hirn-Schranke oder die Plazenta überwinden, informieren die Forscher weiter.

"Innerhalb der Zelle können sie unter anderem Änderungen der Genexpression und biochemische Reaktionen auslösen. Welche langfristigen Effekte dies hat, ist noch nicht hinreichend untersucht. Zumindest für Fische wurde bereits nachgewiesen, dass sich Nanoplastik nach Passieren der Blut-Hirn-Schranke verhaltensändernd auswirkt."

Auch der Mensch nimmt Mikroplastikteile über die Nahrung auf. In Fischen und Meeresfrüchten, aber auch in Salz, Zucker und Bier wurden die Teilchen bereits gefunden. Die Akkumulation von Plastik in Lebewesen könnte bei Landlebewesen bereits überall verbreitet sein, vermuten die Forscher, sogar bei solchen, die ihre Nahrung nicht einnehmen. So können sich kleinste Plastikteile auch in Hefen und Faserpilzen anhäufen.

Fazit: Für eine genauere Bestandsaufnahme fehlen bislang standardisierte Methoden zur Erfassung von Mikroplastik in terrestrischen Ökosystemen, außerdem ist es schwierig und arbeitsaufwendig, kleinste Plastikteile etwa in Böden nachzuweisen. "Die Studie zeigt, wie wichtig belastbare, wissenschaftlich fundierte Daten zum Abbauverhalten und zu den Effekten von Mikroplastik sind, um der Verunreinigung (...) und ihren Gefahren für terrestrische Ökosysteme wirksam begegnen zu können."

Die Originalstudie ist in Global Change Biology veröffentlicht.

Das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) ist das bundesweit größte Forschungszentrum für Binnengewässer. Forschungsschwerpunkte sind unter anderem die Langzeitentwicklung von Seen, Flüssen und Feuchtgebieten, die Renaturierung von Ökosystemen, die Biodiversität aquatischer Lebensräume sowie Technologien für eine ressourcenschonende Aquakultur.

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