Mikroplastik Plastikadditive Nahrungskette

Dr. Andrea Stolte zum Thema: Mikroplastik und Plastikadditive in der Nahrungskette!

Mikroplastik und Plastikadditive in der Nahrungskette

Über Mikroplastik und Plastikadditive wird in den Medien intensiv berichtet. Auch bei der 6. AGAS/AGNES-Jahrestagung, die am 22. Und 23. Februar 2019 in Stralsund stattfand, wurde das Thema mit dem Vortrag „Kein Plastik-Meer“ von Dr. Andrea Stolte, WWF Büro Ostsee, Stralsund, aufgegriffen. Was aber weiß man über das Vorkommen von Mikroplastik und Plastikadditiven in unserer Nahrungskette? Darüber sprach MeinAllergiePortal im Rahmen der Veranstaltung mit der Referentin.

Frau Dr. Stolte, in welchen Meerestieren findet man Mikroplastik?

Mittlerweile hat man in sehr vielen Meeresorganismen Mikroplastik nachgewiesen. Als Mikroplastik bezeichnet man Partikel oder Fasern, deren Durchmesser kleiner als 5 Millimeter ist. Grundsätzlich findet man Mikroplastik in den Innereien der Tiere. Zum einen in Ruderfußkrebsen (Copepoden), einer mit Krill oder Nordseekrabben vergleichbaren Krebsart.

Ruderfußkrebse ernähren sich von Plankton und nehmen in diesem Zusammenhang Mikroplastikteilchen oder –fasern auf. Auch fand man in 73 Prozent der beprobten Speisefische aus dem Nordatlantik oder der Nordsee Mikroplastik in den Innereien. Zwar handelte es sich jeweils nur um geringe Mengen, oft fand man nur eins bis drei, selten mehr, Teilchen, aber es wird doch deutlich, dass die Verbreitung von Mikroplastik in den Fischen unserer Region recht weit fortgeschritten ist. Mikroplastik ist damit in der marinen Nahrungskette und damit auch auf unseren Tellern angelangt.

In einer Studie1) zu Mikroplastik in Nordsee und Ostsee an Hering und Dorsch bzw. Kabeljau wurden im Mittel in 23 Prozent aller untersuchten Fische Mikroplastik-Teilchen oder -Fasern gefunden.  

In Belgien und Nordfrankreich hat man auch für den menschlichen Verzehr bestimmte Miesmuscheln und Austern aus Nordseezuchten untersucht. Durchschnittlich fand man im Gewebe dieser Muscheln ein bis zwei Mikroplastik-Teilchen. Da Muscheln als Ganzes verzehrt werden, nimmt man mit einer typischen Portion Muscheln einige Dutzend Mikroplastik-Teilchen auf.

Sie unterscheiden zwischen Mikroplastik-Partikel und Mikroplastik-Fasern…

Bei unseren Proben finden wir meist zu 80 Prozent Mikroplastik-Fasern und 20 Prozent oder weniger Mikroplastik-Partikel. Mikroplastikfasern sind kleine Plastikfädchen, die sich zum Beispiel bei der Wäsche aus Textilien lösen können. In einer Studie2) hat man festgestellt, dass bei einem Fleecepulli durch einen einzigen Maschinenwaschgang bereits ca. 2.000 Mikroplastik-Fasern verloren gehen. Man kann sich also gut vorstellen, welche Mengen an Mikroplastik-Fasern allein durch die Wäsche synthetischer Kleidung in die Kläranlagen gelangen. Eine weitere Quelle für Mikroplastik-Fasern im Meer ist der Abrieb von Schiffstauen und Fischernetzen. Diese werden mit der Zeit mürbe, aber auch durch die Reibung am Schiffsrumpf gelangen Mikroplastik-Fasern und Mikroplastik-Teilchen ins Wasser. Zum Beispiel haben Krabben-Schleppnetze in der Nordsee feine Fäden, um das Netz vor dem Abscheuern auf dem Meeresboden zu schützen. Diese aus dem Englischen als „Dolly Ropes“ bezeichneten Fäden nutzen sich durch ihre Funktion als Scheuerschutz ab und zerreiben mit der Zeit zu Mikroplastik-Fasern.

Werden Mikroplastikfasern in Kläranlagen herausgefiltert?

Kläranlagen halten einen Teil der Mikroplastikfasern zurück, und diese sind dann im Klärschlamm enthalten. Der kleinere Bruchteil der Mikroplastik-Fasern, der nicht herausgefiltert werden kann, gelangt jedoch in die Gewässer und letztendlich in die Meere. In einer Studie des schwedischen Umweltamtes3) konnte zwar gezeigt werden, dass die untersuchte Kläranlage bis zu 98 Prozent der Mikroplastikfasern zurückhalten konnte, aber schon durch die schieren Mengen werden auf diese Weise Milliarden von Teilchen jedes Jahr in die Gewässer eingebracht.

Kann man sagen, welchen Effekt die Mikroplastik-Teilchen bzw. Fasern auf die Meerestiere haben?

Bislang hat man lediglich nachweisen können, dass es bei den Muscheln, in deren Gewebe man die Mikroplastik-Teilchen oder –Fasern gefunden hat, zum Teil zu entzündlichen Reaktionen im Muschelgewebe kam.

Weiter hat man gestrandete Großhaie und Großwale im Mittelmeer untersucht. Die Tiere ernähren sich von Plankton und kleinen Krebstierchen die sie durch Filtrierung großer Wassermengen gewinnen. Im  Muskelgewebe der Großhaie bzw. im Fettgewebe („Blubber“) der Wale hat man Plastikadditive nachgewiesen. In Regionen, in denen die Futtergründe der Tiere mit besonders viel Mikroplastik belastet sind, war die Belastung besonders hoch. In einer neuen Studie wurden die Untersuchungsergebnisse von 50 Delphinen, Robben und Walen vorgestellt, die im Laufe der letzten Jahre an britischen Stränden gestrandet waren. In ausnahmslos allen Tieren hat man mindestens ein Mikroplastik-Teilchen im Magen oder Darm gefunden.

Zwar findet man diese Tiere zumindest in der westlichen Gesellschaft nicht auf dem Speiseplan. Die Befunde zeigen jedoch, dass sich Mikroplastik auch bei jagenden Meeressäugern über die Nahrungskette im Körper anreichert. Da auch der Mensch an der Spitze der Nahrungskette steht, ist auch bei uns mit einer regelmäßigen Aufnahme von Mikroplastik zu rechnen.


Weiß man, ob Mikroplastikteilchen wieder ausgeschieden werden?

Zum Teil werden Mikroplastikteilchen auf natürlichem Wege ausgeschieden. Dies ist sowohl bei Robben als auch bei menschlichen Exkrementen nachgewiesen. Entzündliche Veränderungen an den Verdauungsorganen hat man nicht untersuchen können.

Eine sehr schwache Korrelation zeigte sich bei an Infektionen gestorbenen Walen und Robben in den an den britischen Küsten gestrandeten Tieren. Bei diesen Tieren fand man im Mittel mehr Mikroplastik in den Innereien, als bei den Tieren, die keine Infektionsmarker zeigten. Auch hier handelt es sich nicht um große Mengen, man fand zwischen einem und 14 Teilchen pro Tier. Es könnte also durchaus sein, dass diese Tiere nicht durch das Mikroplastik, sondern aus anderen Gründen erkrankt waren. Wenn sich Tiere vermehrt an Flussmündungen aufhalten und dort auch ihre Nahrung finden, könnte Abwasserbelastung eine Ursache sowohl für ein geschwächtes Abwehrsystem als auch für die Aufnahme von Mikroplastik sein. Von der Themse weiß man zum Beispiel durch eine Studie4), dass sie hochgradig mit Mikroplastik belastet ist, aber natürlich auch mit anderen Abwässern. Die Entzündungen, die man bei den Tieren gefunden hat, lassen sich daher nicht unmittelbar auf die Plastikbelastung zurückführen.

Allerdings ist auch nicht bekannt, ob und ab wie vielen Mikroplastikteilchen im Körper es zur Beeinträchtigungen für das Tier kommt und welche Mengen an Plastikadditiven das Abwehrsystem schwächen. Auch ist die Todesursache der Fundtiere ohne Infektionen häufig nicht bekannt, wenn an den Tieren keine Läsionen zu sehen sind. In diesen Fällen kann nicht bestimmt werden, ob Tiere durch Plastik im Magen oder Verdauungssystem und dessen Additive geschwächt waren.

Gibt es denn dann überhaupt die Möglichkeit, Zusammenhänge zwischen Plastikadditiven und einer Gesundheitsschädigung nachzuweisen?

Das wird immer schwierig sein. In Tierversuchen5) hat man die östrogene Wirksamkeit der Plastikadditive nachgewiesen. Dies wirkte sich auf die geschlechtliche Entwicklung und die Reproduktionsfähigkeit der Tiere aus. Bei Fischen und Mäusen hat man nachgewiesen, dass es durch Plastikadditive zu Reproduktionsstörungen und Fehlbildungen beim Embryo kommen kann. Bei Larven konnte man eine erhöhte Sterblichkeitsrate sehen, und bei Kleinsäugern hat man im Tierversuch ein durch Plastikadditive erhöhtes Aggressionspotenzial, eine Veränderung der Hirnstruktur und ein verfrühtes Eintreten der Pubertät festgestellt.

An diesen Versuchen wird oft kritisiert, dass mit deutlich höheren Dosen gearbeitet wird, als dies beim menschlichen Verzehr üblicherweise zu erwarten ist. Allerdings sollte man hier auch den Akkumulationseffekt berücksichtigen. Durch den permanenten Kontakt mit Plastik, gerade durch Lebensmittel- und Getränke-Verpackungen, kann sich die Menge an Plastikadditiven, mit denen ein Individuum in Kontakt kommt, über die Jahre aufaddieren. Ab wann eine solche Konzentration jedoch eine Schadwirkung für die menschliche Gesundheit entfaltet, ist bisher nicht bekannt.5)

Gibt es weitere Erkenntnisse zu Plastikadditiven?

Nachgewiesen wurde, dass Plastikadditive im menschlichen Blut und Mikroplastik in menschlichen Exkrementen zu finden sind. Dadurch wissen wir, dass auch der Mensch Mikroplastik und Plastikadditive mit der Nahrung aufnimmt und offensichtlich auch ausscheidet. Was wir nicht wissen ist, ob es dadurch zu entzündlichen Reaktionen, hormonellen Veränderungen oder anderen Erkrankungen kommen kann. Wir wissen auch nicht, ob Plastikpartikel oder –fasern in Nanogröße dazu in der Lage sind, die Darmbarriere zu überwinden und wie sich dies auswirken könnte.

Gesundheitliche Risiken durch Plastikadditive sind für Bisphenol A bekannt. Das Bundesumweltamt hat daher bereits vor einigen Jahren die Empfehlung ausgesprochen, auf Bisphenol A in Kleinkindspielzeug zu verzichten.5)

Was weiß man über die Gesundheitsrisiken von Bisphenol A?

Da Plastikadditive in unserer heutigen Lebenswelt allgegenwärtig sind, gibt es zu Bisphenol A gewissermaßen „ungewollte Experimente  am Menschen“. In den USA wurden die Rückstände von Bisphenol A bei Müttern, die erhöhten Konzentrationen von Bisphenol A während der Schwangerschaft ausgesetzt waren, im Urin nachgewiesen.6) Es wurde auch hier ein erhöhtes Aggressionspotential bei den betoffenen Säuglingen im zweiten Lebensjahr beobachtet. Die Ergebnisse aus Studien zu von Bisphenol A ausgehenden Gesundheitsrisiken sind in einem Gutachten des Umweltbundesamtes zusammengefasst, in dem unter anderem dargelegt wird, warum man beim Spielzeug für Kleinkinder auf Bisphenol A heute verzichtet.

Plastikadditive wie zum Beispiel Phthalate oder Polyacrylate findet man aber auch in allen Arten von Cremes und Kosmetika, zum Beispiel in Sonnencremes. Auch in Präparaten für Menschen mit empfindlicher Haut oder Neurodermitis sind diese Additive häufig enthalten. Ob und in welcher Form sie in den menschlichen Körper aufgenommen werden und welche Auswirkungen dies auf die Gesundheit haben könnte, wissen wir nicht. Auch über die Allergiepotentiale dieser Additive ist bisher nur wenig bekannt.  

Was ist zu Mikroplastik bzw. Plastikadditiven in Landtieren bekannt?

Man weiß, dass Mikroplastik von Seevögeln versehentlich aufgenommen wird, weil es sich optisch mit Plankton oder kleinen Beutetieren vermischt. Aufgrund der intensiven Färbung von Plastikpartikeln wird darüber hinaus spekuliert, ob Seevögel bevorzugt Plastikteile zur Fütterung ihrer Jungtiere auffischen.

Bei Landtieren müsste die Aufnahme über die Nahrung oder das Trinkwasser erfolgen, und zumindest bei der Nahrung ist das Risiko einer Kontamination mit Mikroplastik deutlich geringer als bei im Wasser lebenden Tieren.

Allerdings ist das Wasser von Seen oder Flüssen, zum Beispiel des Rheins, ebenfalls stark mit Mikroplastik belastet, dass konnte eine Studie7)  zu Mikroplastik-Teilchen entlang des Rheinverlaufs nachweisen. Über das Trinkwasser können auch Landtiere mit Mikroplastik konfrontiert werden, aber der Nachweis hierfür wurde noch nicht erbracht.

Auf landwirtschaftlichen Äckern8) allerdings, konnte man Mikroplastik nachweisen.


Wie kommt Mikroplastik auf die Felder?

Durch Klärschlämme, die bis 2017 auch in Deutschland auf Felder ausgebracht wurden, gelangten Mikrofasern auf die Äcker, aber auch durch Düngemittel und spezielle Mulchen9) wird Mikroplastik gezielt bei der Bodenbearbeitung eingesetzt. Über den Regen wird dies auch in die Gewässer und Reservoire eingetragen.

Eine Veränderung des Wasserhaushalts und des Verhaltens von Mikroorganismen im Boden wurden im Freilandversuch beobachtet.0) Wenn in den Futtermitteln Mikroplastik enthalten ist, gelangt es über die Ausscheidungen der Tiere auf die Felder.

Mit der neuen Düngeverordnung wurde 2017 die Verwendung von Klärschlämmen sehr stark eingeschränkt. Von Klärschlämmen weiß man aber, dass ein Teil der Schwermetalle, hormonell wirksame Medikamente oder Antibiotika, die der Mensch zu sich nimmt, und auch des Mikroplastiks in Kläranlagen nicht vollständig herausgefiltert werden können. Diese Stoffe sind zwangsläufig auch im Klärschlamm enthalten und werden auf die Felder ausgebracht. Ob das, zum Beispiel bei Feldmäusen, zu einer Aufnahme von Plastik führt, wurde meines Wissens noch nicht untersucht.

Wo in der Nahrungskette kommt der Mensch mit Mikroplastik in Berührung?

Da Mikroplastik zum einen über die Luft und zum anderen über Düngemittel und Klärschlämme auf die Felder kommt, muss man bei Feldfrüchten damit rechnen, dass Mikroplastikpartikel oder –fasern darin enthalten sein können.

Beim Trinkwasser gibt es regionale Unterschiede. In manchen Regionen hat man Mikroplastik im Trinkwasser gefunden, in anderen nicht.

Bei Trinkflaschen aus Plastik kommt es beim Befüllungsprozess oder beim Öffnen der Schraubverschlüsse häufig zu einem Abrieb von Plastik-Partikeln. In relativ vielen Getränkeflaschen aus Plastik findet man deshalb auch Mikroplastik-Teilchen. Aufgrund der Funde von Mikroplastikteilen in Fischen und Meeresfrüchten sind diese ebenfalls eine potenzielle Quelle für die Aufnahme von Mikroplastik über die Nahrungskette.

Und wo in der Nahrungskette verstecken sich Plastikadditive?

Grob gesagt können Plastikadditive aus jeglicher Art von Plastikverpackung in Nahrungsmittel übergehen. Aus diesem Grund kann man Plastikadditive im menschlichen Blut sehr gut nachweisen. Während Weichmacher in PET Flaschen nicht enthalten sind, können die weicheren Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) Flaschen Weichmacher enthalten, die ins Getränk übergehen. Hier sollte man sich auf seine Nase verlassen – eine Flasche, aus der keine Additive ausgasen, ist in der Regel geruchsneutral. Beim Kauf von nachfüllbaren Trinkflaschen für unterwegs sollte man daher darauf achten, dass sie nicht unangenehm ausdünsten. Gerade bei kohlensäure- oder phosphoräurehaltigen Getränken, können die Additive aus dem Plastik leicht in die Flüssigkeit übergehen und man trinkt sie dann mit. Weitere Quellen für Plastikadditive können zum Beispiel Joghurt in Plastikbechern sowie Dosen und Gläserdeckel sein, die mit Plastik beschichtet sind. Viele Hersteller von Biolebensmitteln haben die Beschichtung ihrer Verpackungen deshalb bereits so verändert, dass keine Additive mehr in die Lebensmittel abgegeben werden.  

Halten Sie die aktuell von der EU iniziierten Maßnahmen für ausreichend?

Die aktuell iniziierten Maßnahmen sind ein guter Anfang, ausreichen werden sie jedoch nicht.

Die wichtigste Maßnahme wäre, ernsthaft über eine generelle Reduktion der Plastikherstellung nachzudenken. Im Moment ist dies jedoch weder in Deutschland noch in Europa ein Ansatz, der ernsthaft verfolgt wird. Die gleichen Industrien, die Gelder für Recyclingforschung zur Verfügung stellen, haben aktuell neue Produktionsstandorte erschlossen und steigern damit ihre Plastikproduktion im Vergleich zum Vorjahr. Das bedeutet, die Verpackungsindustrie wächst ungebremst und exponentiell weiter. Es wird kontrovers diskutiert, dass, wenn dieser Trend anhält, bis zum Jahr 2050 mengenmäßig mehr Plastik als Fisch in den Meeren zu finden sein könnte. In besonders belasteten Flüssen wie der österreichischen Donau wurden bereits mehr Plastikteilchen als Fischlarven nachgewiesen.11)12) Das Problem lässt sich aber nicht lösen, indem man Plastik mit den unterschiedlichsten Methoden wieder aus dem Wasser holt. Damit erreicht man nur einen Bruchteil der enormen Mengen, die sich im Wasser ansammeln. Ein Großteil des Plastiks landet auf dem Meeresgrund und belastet das marine Ökosystem für eine unbekannte Zeit. Bei vielen Plastikteilen schätzt man, dass sie Hunderte von Jahren brauchen, bis sie sich vollständig in natürliche Stoffe zersetzt haben.

In der EU-Richtlinie gibt es zwar sehr positive Ideen für eine Produzentenverantwortung, zum Beispiel durch Pfand- und Rücknahmesysteme, aber keine konkreten Vorgaben. Diese müssten durch nationales Recht ausgestaltet und umgesetzt werden. Gerade die deutsche Bundesregierung setzt hierbei aber mehr auf Freiwilligkeit. Angesichts des Wachstumsmarktes, in dem die Verpackungsindustrie einen Vorteil von der Produktionssteigerung hat, bleibt dies ein unrealistischer Wunsch. Die Forderungen des WWF an die Politik lauten deshalb, klare Vorgaben zu machen in Bezug auf:

  1. Die Reduktion der Plastikproduktion, besonders bei Einwegplastik wie Verpackungen, ToGo Bechern und Fast-Food-Behältern
  2. Die Recyclingfähigkeit von Plastikmaterialien
  3. Die Übernahme von Verantwortung durch Produzenten für recyclingfähige Materialien und Entsorgungswege
  4. Die Unterbindung von Plastik-Einträgen in die Umwelt
  5. Die Entwicklung von Entsorgungsstrukturen in Ländern mit hohem Eintrag von Plastikmüll in die Umwelt

 Mit Freiwilligkeit alleine werden wir das Ziel, den Plastikeintrag in die Meere auf einen Bruchteil der heutigen Jahresmenge zu senken, nicht erreichen.

Frau Dr. Stolte, herzlichen Dank für dieses Gespräch.      

 

Quellen:

1) Robin Lenz, Kristina Enders, Sabrina Beer, Thomas Kirk Sørensen, Colin A. Stedmon, Analysis of microplastic in the stomachs of herring and cod from the North Sea and Baltic Sea  https://naturstyrelsen.dk/media/194047/microplastreportnst_dtuaqua.pdf auf pdf verlinkt

2) Browne et al. 2011, Accumulation of Microplastic on Shorelines Woldwide: Sources and Sinks, Environ. Sci. Technol., 2011, 45 (21), pp 9175–9179, https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/es201811s

3) Kerstin Magnusson & Fredrik Norén,  Screening of microplastic particles in and down-stream a wastewater treatment plant, IVL Swedish Environmental Research Institute 2014, https://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:773505/FULLTEXT01.pdf

4) Horton et al., The influence of exposure and physiology on microplastic ingestion by the freshwater fish Rutilus rutilus (roach) in the River Thames, UK, Environmental Pollution, Volume 236, May 2018, Pages 188-194, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749117330713

5) Umweltbundesamt, Bisphenol A –Massenchemikalie mit unerwünschten Nebenwirkungen, 2010, https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/publikation/long/3782.pdf

6) Braun JM1, Yolton K, Dietrich KN, Hornung R, Ye X, Calafat AM, Lanphear BP, Prenatal bisphenol A exposure and early childhood behavior, Environ Health Perspect. 2009 Dec;117(12):1945-52. doi: 10.1289/ehp.0900979. Epub 2009 Oct 6, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20049216

7) Thomas Mani, Armin Hauk, Ulrich Walter & Patricia Burkhardt-Holm, Microplastics profile along the Rhine River, Scientific Reports volume 5, Article number: 17988 (2015), https://www.nature.com/articles/srep17988

8) Plastik auch auf deutschen Äckern, Umwelt + Natur, 19. Dezember 2018, https://www.wissenschaft.de/umwelt-natur/plastik-auch-auf-deutschen-aeckern/

9) Zacharias Steinmetz, Claudia Wollmann, Miriam Schaefer, Christian Buchmann, Jan David, Josephine Tröger, Katherine Muñoza, Oliver Frör, Gabriele Ellen Schaumann, Plastic mulching in agriculture. Trading short-term agronomic benefits for long-term soil degradation, Science of The Total Environment, Volume 550, 15 April 2016, Pages 690-705, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.01.153

10) Anderson Abel de Souza Machado, Chung Wai Lau, Jennifer Till, Werner Kloas, Anika Lehmann, Roland Becker and Matthias C. Rillig, Impacts of Microplastics on the Soil Biophysical Environment, Environ Sci Technol. 2018 Sep 4; 52(17): 9656–9665, Published online 2018 Jul 27. doi: 10.1021/acs.est.8b02212

11) Aaron Lechner, Hubert Keckeis, Franz Lumesberger-Loisl, Bernhard Zens, Reinhard Krusch, Michael Tritthart, Martin Glas, Elisabeth Schludermann, The Danube so colourful: A potpourri of plastic litter outnumbers fish larvae in Europe's second largest river, Environmental Pollution, Volume 188, May 2014, Pages 177-181, https://doi.org/10.1016/j.envpol.2014.02.006

12) Leo Hornak, Will there be more fish or plastic in the sea in 2050?, BBC News, 15 February 2016, https://www.bbc.com/news/magazine-35562253

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