Definition: Was ist Mikroplastik?
Mikroplastik bezeichnet sehr kleine Kunststoffpartikel, die üblicherweise einen Durchmesser von weniger als fünf Millimetern besitzen. Die Teilchen können kugelförmig, faserartig, unregelmäßig oder folienartig sein. Sie entstehen entweder gezielt in kleiner Form oder durch den Zerfall größerer Kunststoffprodukte. Mikroplastik kommt heute in Böden, Flüssen, Seen, Meeren, Sedimenten, der Atmosphäre und in zahlreichen Lebewesen vor.
Die Bezeichnung umfasst eine große Vielfalt unterschiedlicher Materialien. Dazu gehören unter anderem Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid und verschiedene Kunstfasern. Die Partikel unterscheiden sich in Größe, Dichte, chemischer Zusammensetzung, Oberflächenstruktur und Alterungszustand. Diese Eigenschaften beeinflussen, wie sie sich in der Umwelt verteilen und welche Organismen mit ihnen in Kontakt kommen.
Kunststoffe werden wegen ihrer Haltbarkeit, Formbarkeit und geringen Herstellungskosten in vielen Bereichen eingesetzt. Dieselbe Beständigkeit führt jedoch dazu, dass Kunststoffabfälle in der Umwelt nur langsam abgebaut werden. Statt vollständig zu verschwinden, zerfallen viele Produkte durch Sonnenlicht, mechanische Belastung und Temperaturschwankungen in immer kleinere Fragmente.
Primäres und sekundäres Mikroplastik
Mikroplastik wird häufig nach seiner Entstehung in primäre und sekundäre Partikel unterteilt. Primäres Mikroplastik wird bereits in kleiner Form hergestellt oder entsteht unmittelbar bei der Nutzung bestimmter Produkte. Sekundäres Mikroplastik bildet sich dagegen durch die Zerkleinerung größerer Kunststoffteile.
Primäres Mikroplastik
Zu primärem Mikroplastik gehören Kunststoffgranulate, die als Ausgangsmaterial für die industrielle Herstellung von Kunststoffprodukten dienen. Gelangen solche Pellets bei Transport, Verarbeitung oder Lagerung in die Umwelt, können sie über Abwasser, Wind oder Oberflächenabfluss verbreitet werden.
Auch Abriebpartikel zählen zu den primären Einträgen. Beim Fahren nutzen sich Reifen ab und setzen kleine Partikel frei, die sich mit Straßenstaub vermischen. Synthetische Textilien verlieren beim Waschen winzige Fasern. Farben, Lacke, Kunstrasenplätze und bestimmte Beschichtungen können ebenfalls Kunststoffteilchen freisetzen.
In einigen Produkten wurden Kunststoffkügelchen gezielt als Schleif-, Füll- oder Trägermaterial verwendet. Dazu gehörten bestimmte Kosmetika und Reinigungsmittel. In verschiedenen Bereichen wurde der Einsatz inzwischen eingeschränkt, doch andere Quellen bleiben weiterhin bedeutend.
Sekundäres Mikroplastik
Sekundäres Mikroplastik entsteht aus größeren Kunststoffabfällen. Verpackungen, Folien, Flaschen, Fischereigeräte und andere Gegenstände werden durch ultraviolette Strahlung spröde. Wellen, Sand, Wind und Temperaturwechsel zerkleinern das Material zusätzlich.
Dieser Prozess wird als Fragmentierung bezeichnet. Die Polymerketten können dabei chemisch verändert werden, doch ein vollständiger biologischer Abbau findet bei vielen Kunststoffen nur sehr langsam statt. Die sichtbaren Abfälle verschwinden daher nicht, sondern werden in kleinere und schwerer erfassbare Bestandteile überführt.
Quellen von Mikroplastik
Die Eintragsquellen unterscheiden sich je nach Region, Wirtschaftsstruktur und Konsumverhalten. In dicht besiedelten Gebieten spielen Verkehr, Abwasser und Bauwirtschaft eine große Rolle. In Küstenregionen kommen Schifffahrt, Fischerei und Tourismus hinzu. Landwirtschaftliche Flächen können durch Folien, Klärschlamm oder kunststoffhaltige Betriebsmittel belastet werden.
Reifen- und Straßenabrieb
Reifenabrieb gehört zu den bedeutenden Quellen von Mikroplastik. Beim Kontakt mit der Fahrbahn lösen sich Partikel aus Gummi, synthetischen Polymeren, Füllstoffen und weiteren Bestandteilen. Bremsvorgänge, Beschleunigung, Fahrzeuggewicht und Fahrbahnbeschaffenheit beeinflussen die Abriebmenge.
Die Partikel lagern sich zunächst auf Straßen und angrenzenden Flächen ab. Regen kann sie in die Kanalisation, in Böden oder in Gewässer spülen. Ein Teil wird als feiner Staub aufgewirbelt und über die Luft transportiert.
Textilien und Haushaltsabwasser
Kleidungsstücke aus Polyester, Polyamid, Acryl und anderen Kunstfasern verlieren beim Tragen und Waschen kleine Fasern. Die Menge hängt von Material, Herstellung, Alter und Waschbedingungen ab. Abwasserbehandlungsanlagen halten einen großen Teil dieser Partikel zurück, können jedoch nicht sämtliche Fasern entfernen.
Die zurückgehaltenen Teilchen gelangen in den Klärschlamm. Wird dieser landwirtschaftlich verwertet, können Kunststoffpartikel in Böden eingetragen werden. Nicht abgeschiedene Fasern gelangen mit dem gereinigten Abwasser in Flüsse und Seen.
Verpackungen und Kunststoffabfälle
Unsachgemäß entsorgte Verpackungen tragen zur Bildung von sekundärem Mikroplastik bei. Leichte Folien und Behälter werden durch Wind und Wasser verbreitet. In der Umwelt altern sie und zerfallen schrittweise.
Auch ordnungsgemäß gesammelte Kunststoffe können während Transport, Sortierung oder Recycling Partikel verlieren. Eine funktionierende Abfallwirtschaft vermindert den Eintrag erheblich, kann ihn aber nicht vollständig verhindern.
Verbreitung in der Umwelt
Mikroplastik wird durch Wasser, Wind, Tiere und menschliche Aktivitäten transportiert. Leichte Partikel können an der Wasseroberfläche treiben, während dichtere Teilchen absinken. Bewuchs durch Mikroorganismen verändert die Dichte und kann dazu führen, dass zunächst schwimmende Partikel in tiefere Wasserschichten oder Sedimente gelangen.
Mikroplastik in Gewässern
Flüsse transportieren Kunststoffpartikel aus Siedlungen, Verkehrsflächen und Böden in Seen und Meere. Ein Teil lagert sich an Ufern, in Auen oder in Sedimenten ab. Hochwasser kann bereits abgelagerte Partikel erneut mobilisieren.
Im Meer verteilen Strömungen Mikroplastik über große Entfernungen. Partikel werden sowohl an der Oberfläche als auch in der Tiefsee nachgewiesen. Küsten, Meeresböden und schwimmende Ansammlungen können als zeitweilige Speicher wirken.
Mikroplastik in Böden
Böden erhalten Mikroplastik über Klärschlamm, Kompost, Reifenabrieb, Bewässerung, Folienreste und atmosphärische Ablagerungen. Die Partikel können in den oberen Bodenschichten verbleiben oder durch Bodenorganismen, Risse und Wasserbewegungen tiefer verlagert werden.
Kunststoffteilchen können Bodenstruktur, Wasserspeicherung und Porenverteilung beeinflussen. Die tatsächlichen Folgen hängen stark von Art, Menge und Form der Partikel sowie von den Eigenschaften des Bodens ab.
Transport durch die Luft
Sehr kleine Kunststofffasern und Fragmente können als Bestandteil des Staubs in die Atmosphäre gelangen. Wind verfrachtet sie aus Städten, Verkehrsflächen, Deponien und trockenen Böden. Niederschlag entfernt einen Teil aus der Luft und lagert ihn erneut auf Land- oder Wasserflächen ab.
Dadurch erreicht Mikroplastik auch abgelegene Regionen. Selbst Gebirge, Polarregionen und andere gering besiedelte Gebiete sind nicht vollständig vor Einträgen geschützt.
Aufnahme durch Lebewesen
Viele Organismen nehmen Mikroplastik unbeabsichtigt auf. Wasserorganismen können Partikel mit Nahrung verwechseln oder gemeinsam mit Schwebstoffen filtern. Bodenorganismen kommen beim Graben und Fressen mit Kunststoffteilchen in Kontakt.
Auswirkungen auf Meerestiere
Muscheln, Würmer, Krebstiere, Fische und Planktonorganismen können Mikroplastik aufnehmen. Größere Partikel verbleiben teilweise im Verdauungssystem und werden später ausgeschieden. Sehr kleine Teilchen können unter bestimmten Bedingungen biologische Barrieren überwinden.
Mögliche Wirkungen sind Reizungen, verringerte Nahrungsaufnahme und ein erhöhter Energieaufwand. Die Stärke der Effekte hängt von Konzentration, Partikelgröße, Form und chemischer Zusammensetzung ab. Fasern und scharfkantige Fragmente können anders wirken als glatte Kunststoffkügelchen.
Bodenorganismen und Pflanzen
Regenwürmer und andere Bodentiere verändern durch ihre Aktivität die Verteilung von Mikroplastik. Partikel können aufgenommen, zerkleinert und in tiefere Bodenschichten transportiert werden. Veränderungen der Bodenfauna wirken sich möglicherweise auf Zersetzung und Nährstoffkreisläufe aus.
Sehr kleine Partikel können mit Wurzeln in Kontakt kommen. Ob und in welchem Umfang sie in Pflanzengewebe gelangen, hängt von ihrer Größe und den Eigenschaften der Pflanzen ab. Für viele Umweltbedingungen bestehen noch erhebliche wissenschaftliche Unsicherheiten.
Chemische Eigenschaften und Schadstoffe
Kunststoffe bestehen nicht nur aus Polymeren. Sie enthalten häufig Weichmacher, Farbstoffe, Flammschutzmittel, Stabilisatoren und andere Zusatzstoffe. Einige dieser Substanzen können während der Nutzung oder Alterung freigesetzt werden.
Die Oberfläche von Mikroplastik kann außerdem Stoffe aus der Umgebung binden. Dazu gehören bestimmte organische Schadstoffe und Metalle. Gleichzeitig besiedeln Mikroorganismen die Partikel und bilden Biofilme. Mikroplastik wird dadurch zu einem künstlichen Lebensraum, der sich durch Gewässer und Böden bewegen kann.
Die Bedeutung dieses Transports hängt davon ab, wie fest Stoffe gebunden sind, unter welchen Bedingungen sie wieder freigesetzt werden und wie hoch die Partikelbelastung ist. Nicht jedes Mikroplastikteilchen trägt dieselbe Schadstoffmenge.
Nanoplastik
Beim weiteren Zerfall entstehen Teilchen, die deutlich kleiner als Mikroplastik sind. Solche Partikel werden als Nanoplastik bezeichnet. Eine einheitliche Größenabgrenzung besteht nicht in allen Fachgebieten, meist werden jedoch Teilchen im Nanometerbereich gemeint.
Nanoplastik ist besonders schwer nachzuweisen. Wegen seiner geringen Größe kann es sich anders verhalten als größere Partikel und möglicherweise leichter biologische Membranen überwinden. Die Untersuchung von Vorkommen und Auswirkungen stellt hohe Anforderungen an Probenahme und Analytik.
Vermeidung und Verringerung
Die wirksamste Maßnahme gegen Mikroplastik ist die Verringerung von Kunststoffverlusten an der Quelle. Langlebige Produkte, weniger Einwegverpackungen, reparierbare Konstruktionen und geschlossene Materialkreisläufe reduzieren die Menge potenzieller Kunststoffabfälle.
Technische Maßnahmen
Filter und optimierte Reinigungsstufen können Mikroplastik aus Abwasser entfernen. Straßenabflüsse lassen sich durch Rückhaltesysteme behandeln. Bei Waschmaschinen und industriellen Textilprozessen können Faserfilter den Eintrag verringern.
Technische Lösungen verlagern die Partikel jedoch häufig in Rückstände wie Schlämme oder Filtermaterialien. Diese müssen sicher behandelt und entsorgt werden, damit kein späterer Wiedereintrag erfolgt.
Produktgestaltung und Kreislaufwirtschaft
Produkte können so gestaltet werden, dass sie weniger Abrieb erzeugen und besser wiederverwertbar sind. Monomaterialien, robuste Oberflächen und eine geringere Zahl problematischer Zusatzstoffe erleichtern das Recycling.
Eine funktionierende Kreislaufwirtschaft verhindert, dass Kunststoffe nach kurzer Nutzung zu Abfall werden. Sammlung, Sortierung, Wiederverwendung und hochwertiges Recycling müssen durch Maßnahmen zur Abfallvermeidung ergänzt werden.
Zusammenfassung
Mikroplastik umfasst Kunststoffpartikel mit einer Größe von weniger als fünf Millimetern. Es entsteht gezielt in kleiner Form oder durch Abrieb und Zerfall größerer Produkte. Bedeutende Quellen sind Reifen, Kunstfasern, Farben, Verpackungen und Kunststoffabfälle.
Die Partikel verbreiten sich über Wasser, Boden und Luft. Sie werden von zahlreichen Organismen aufgenommen und können physikalische sowie chemische Wirkungen entfalten. Das tatsächliche Risiko hängt von Größe, Form, Material, Konzentration und Umweltbedingungen ab.
Eine Verringerung erfordert Maßnahmen entlang des gesamten Lebenszyklus von Kunststoffen. Abfallvermeidung, langlebige Produkte, abriebärmere Materialien, bessere Rückhaltesysteme und geschlossene Stoffkreisläufe können den Eintrag in die Umwelt begrenzen.
