Hundebett Expertenwissen – Materialkunde: Mikroplastik

1. Was ist der Unterschied zwischen Plastik und Kunststoff?

Das griechische Wort „plastiko“ bedeutet form- oder gestaltbar. Umgangssprachlich hat sich das Wort „Plastik“ für Kunststoff etabliert, wobei es eher negativ konnotiert ist, u. a. durch die Überhand nehmende Plastik-Vermüllung. Kunststoff hat eine eher neutralere Konnotation und ist auch der Oberbegriff, unter den Plastik fällt. (Kunststoffe  – auch Plastik, Plaste, Technopolymere genannt – sind organische Werkstoffe aus Polymeren und können in 3 Gruppen eingeteilt werden:

1.     Thermoplaste: Sie bestehen aus unvernetzten Polymeren und sind deshalb in einem bestimmten Temperaturbereich gut formbar und stellen eine Form von Plastik dar.

2.     Duroplaste: Sie bestehen aus engmaschig vernetzten Polymeren und können deshalb nach ihrer Aushärtung nicht mehr verformt werden. Auch sie stellen eine Form von Plastik dar.

3.     Elastomere: Sie bestehen aus weitmaschig vernetzten Polymeren – z. B. Gummi oder Polyurethan (Kurzzeichen PUR, teilweise auch PU) – und sind deshalb sehr elastisch. Bei ihnen handelt es sich um Kunststoffe, aber kein Plastik.  

Als Faustregel kannst Du Dir merken: Alles, was „plastiko“ (form- oder gestaltbar) ist und dann seine Form behält – also nicht elastisch ist – ist Plastik. Alles, was elastisch ist – Gummi oder Kunstleder bspw. –, ist kein Plastik.)

Kunststoffe sind komplexe, hoch heterogene, synthetische chemische Materialien. Über 98 % der Kunststoffe werden aus den endlichen fossilen Energieträgern Öl, Gas und Kohle hergestellt. Fossil sind diese Energieträger deshalb, weil sie aus Überresten abgestorbener Pflanzen und Tiere entstanden sind, die vor Millionen von Jahren in der Erde begraben wurden – wie Fossilien. 

Die Kunststoff-Herstellung ist Ressourcen-intensiv und setzt schädliche Treibhausgase frei, die die Erde aufheizen. Leider weiß kaum jemand, dass Europa der Kontinent ist, der sich durch menschengemachten Klimawandel am schnellsten aufheizt.

Kunststoffe bestehen aus einem kohlenstoffbasierten Polymergerüst und Tausenden weiteren Chemikalien, die in die Polymere eingearbeitet werden, um ihnen bestimmte beliebte Eigenschaften zu verleihen, bspw.:
- Flexibel
- Stabil
- Wasser abweisend
- Schmutz abweisend
- UV-beständig
- „Anti-Falten“ / leicht zu bügeln

Viele dieser zugesetzten Chemikalien sind hochgiftig. Dazu gehören Karzinogene (Krebs erzeugende Substanzen) – wie bspw. Formaldehyd, das dafür sorgt, dass Textilien nach dem Waschen kaum / keine Falten aufweisen, Neurotoxine (Nervengifte, die das Nervensystem schädigen) und endokrine Disruptoren (= den Hormonhaushalt störende Substanzen) wie Phthalate, Bisphenole, per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS), bromierte Flammschutzmittel und Organophosphat-Flammschutzmittel. Sie sind integrale Bestandteile von Kunststoffen und werden von ihnen – je nach Kunststoff-Art – unterschiedlich aufgenommen und wieder freigesetzt. So kann Kunststoff Schwermetalle in sich speichern und giftige Schadstoffe wie polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe und chlororganische Pestizide aus dem umgebenden Wasser aufnehmen.

Quelle: https://www.instagram.com/p/DKPXRKGREwA/?igsh=MTh3cHFzOTkybzN5ZQ==

2. Was ist der Unterschied zwischen Mikroplastik und Nanoplastik und was macht es so gefährlich?

Wichtig zu verstehen ist: Plastik kann niemand „wegwerfen“. Plastik geht nicht weg, denn Kunststoffe lösen sich nie ganz auf, sie zerfallen in immer kleinere Partikel. Kunststoff verhält sich somit eigentlich wie ein Gast, der nicht gehen möchte. Er bleibt einfach und sitzt es aus.
Je nach Art, zerfallen Kunststoffe unterschiedlich schnell, und zwar in 2 Partikel-Größen: Mikroplastik und Nanoplastik.
Als Mikroplastik werden feste, nicht lösliche, partikuläre und biologisch nicht abbaubare synthetische Polymere von weniger als 5 Millimetern bis 1.000 Nanometern bezeichnet. Es wird zwischen primärem und sekundärem Mikroplastik unterschieden.  
Zum primären Mikroplastik vom Typ A zählen Partikel, die bei Eintritt in die Umwelt bereits im Größenbereich von Mikroplastik liegen (bspw. Partikel, die in der Kosmetik- und Körperpflegeindustrie eingesetzt werden).  
Als primäres Mikroplastik vom Typ B gelten Partikel, die während der Nutzungsphase entstehen (bspw. Abrieb von Autoreifen, Fasern aus synthetischen Textilien, die beim Waschen ins Abwasser gelangen).  
Zerfallen größere Kunststoffteile (bspw. ins Meer geworfener oder am Strand zurückgelassener Plastikmüll) im Verwitterungsprozess – u. a. durch Wellenbewegung und Sonneneinstrahlung – entsteht sekundäres Mikroplastik. 

Wie oben schon beschrieben, sind viele Chemikalien integrale Bestandteile von Kunststoffen, die Kunststoffe – je nach ihrer Beschaffenheit – unterschiedlich aufnehmen und wieder freisetzen – und zwar auch in Deinem Körper oder dem von Deinem Hund.

Kunststoffe können dabei nicht nur Mikroben (Viren und Bakterien) in den Körper einschleusen. Mikroplastik-Partikel verhalten sich auch wie ein Trojanisches Pferd. So gelangte das Mikroplastik in dieser Studie aus dem Magen-Darm-Trakt von Mäusen in ihr Gehirn, indem es sich mit Cholesterinmolekülen umgab, die es – ähnlich einem trojanischen Pferd – durch die sonst schwer passierbare Blut-Hirn-Schranke schmuggelte.

Auch in Kläranlagen nutzen Krankheitserreger Plastikteilchen als trojanisches Pferd, um den Abwasser-Reinigungsprozess unbeschadet zu passieren. So wies diese norwegische Studie nach, dass Mikroplastik im Abwasser dazu führen kann, dass Viren und Bakterien in Kläranlagen nicht abgetötet werden. Noroviren, Adenoviren sowie das Darmbakterium Escherichia coli überleben auf Mikroplastik und werden von Kläranlagen nicht herausgefiltert. Das Forschungsteam wies auch Bakterien wie Klebsiella pneumoniae (ein Krankenhauskeim, der bei geschwächten Menschen schwere Pneumonien, Harnwegsinfekte bis hin zur Sepsis auslösen kann und zunehmend resistent gegen gängige Antibiotika ist) und Acinetobacter spp. (Infektionserreger bspw. von Harn-, Wund- und Atemwegsinfektionen, nosokomialen Pneumonien und Sepsis) im gereinigten Abwasser nach. 

Marina Aspholm, die Teil des Forschungsteams war und an der norwegischen Universität für Umwelt- und Biowissenschaften – Norges miljø- og biovitenskapelige universitet (NMBU) – zu Food Safety forscht, erläuterte uns auf Nachfrage per E-Mail: „Kläranlagen sind darauf ausgelegt, Schadstoffe durch physikalische, chemische und biologische Prozesse zu entfernen. Diese Systeme reduzieren die meisten Schadstoffe und Mikroplastik effektiv, doch winzige Kunststoffpartikel mit einer Größe von weniger als 5 mm können diesen Behandlungen aufgrund ihrer geringen Größe und ihres Auftriebs entgehen. Viele Bakterien können an verschiedenen abiotischen Oberflächen, einschließlich Kunststoff, haften bleiben und Biofilme bilden. Diese Biofilme können verschiedene pathogene Bakterien und Viren enthalten. Der Biofilm kann diese Krankheitserreger vor Desinfektionsprozessen in der Kläranlage, wie z. B. Chlorierung oder UV-Behandlung, schützen. Infolgedessen kann selbst behandeltes Abwasser Mikroplastik mit schädlichen Mikroorganismen enthalten."
Das Forschungsteam mahnt: Ohne effiziente Abwasserbehandlung und ordnungsgemäßes Kunststoffabfallmanagement könnte Abwasser zur Übertragung kunststoffassoziierter Krankheitserreger in die Nahrungskette führen. Kontinuierliche Forschung und Innovation sind unerlässlich, um die Entfernung von Mikroplastik und den damit verbundenen pathogenen Mikroorganismen im Abwasser zu verbessern. 

Nanoplastik-Partikel sind etwa tausendmal kleiner und mit bloßem Auge nicht zu erkennen. Weil sie die Größe von Bakterien und Viren haben, können sie in einzelne Zellen und Gewebe wichtiger Organe eindringen, wo sie Zellprozesse stören und die endokrin (= hormonell) wirksamen Chemikalien einlagern, die sie enthalten. Diese sogenannten EDCs (Endocrine Disrupting Chemicals) beeinflussen den Hormonhaushalt von Lebewesen negativ, indem sie die Art und Weise, wie Hormone Stimmung, Sexualität und Gewebefunktionen, Wachstum, Stoffwechsel und vieles mehr regulieren, erheblich beeinträchtigen. Säuglinge und Kleinkinder sind dabei besonders gefährdet, da ihre sich entwickelnden Gehirne und Körper anfälliger für Auswirkungen toxischer Belastungen sind. Aber auch alle Menschen, die mit mehr Plastik als bspw. unsere (Groß-)Eltern aufgewachsen sind, sind stärker betroffen.

Die Chemikalien können so in Leber, Nieren und Gehirn gelangen, sogar die Plazenta überwinden und im ungeborenen Kind landen. Mikro- und Nanoplastik wurden bei Menschen in Plazenten, Lungen, Mägen, Muttermilch und im Blut gefunden.

3. Welchen Preis zahlen wir für das fröhlich bunte Plastilin-Zeitalter?

Jetzt könnte man denken, dass wir in einem Land leben, das vergleichsweise wenig Plastik verwendet. Das ist aber falsch. Auch unser Lebensalltag ist geprägt von Plastik in allen Formen und Farben. Und selbst wenn wir es ab heute schaffen würden plastikfrei zu leben, haben wir aus drei Gründen trotzdem ein Problem:

1. Plastik verschwindet nie wirklich, sondern zerfällt in immer kleinere Teile. Diese kleinen sind gefährlicher als die sichtbaren größeren Partikel. 

2. Wind und Wasser nehmen diese Partikel in städtischen Gebieten auf und transportieren sie – genauso wie Sahara-Staub – in den Amazonas-Regenwald, zu uns nach Deutschland oder bis in die menschenleersten Gebiete dieses Planeten. Das Mikroplastik Europas hat so schon die Arktis infiltriert. Auch in 11 Nationalparks und Schutzgebieten in den USA konnten Forschende Mikroplastik in Regenwasser- und Luftproben nachweisen. Dabei machte Mikroplastik aus Quellen wie Polyesterkleidung 66 % des synthetischen Materials in Regenwasser- und 70 % in Luft-Proben aus. 

3. Regen transportiert Mikroplastik aus der Luft in den Boden. Hier stört es die nächsten wichtigen Kreisläufe, indem es den Verdauungstrakt kleiner Tiere, wie Würmer, verstopft. Das Erdreich wird dadurch nicht mehr gut bewirtschaftet und ist weniger fruchtbar. Die Chemikalien, die auf und in diesen Mikroplastik-Teilen enthalten sind, haben zudem Auswirkungen auf den Boden. So konnten negative Auswirkungen auf die Keimungsrate und das Wachstum von Gras nachgewiesen werden. Plastikfolien-Reste fördern die Kanalbildung und damit den Wassertransport und tragen so zu stärkerer Verdunstung und Austrocknung der Böden bei.

Mittlerweile atmen schon Delphine Mikroplastik aus – hauptsächlich Polyester aus Alltagstextilien.
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Die Mikroplastik-Verbreitung ist mittlerweile so groß, dass viele Wissenschaftler sie als Schlüsselindikatoren für die jüngste und gegenwärtige Zeit betrachten und eine neue historische Epoche nach ihr benannt haben: das Plastilin (Plasticene) Zeitalter.

Die weltweite Kunststoffproduktion ist seit dem Zweiten Weltkrieg nahezu exponentiell gestiegen. In dieser Zeit wurden mehr als 8.300 Megatonnen (Mt) Kunststoff hergestellt. Das jährliche Produktionsvolumen stieg von unter 2 Mt im Jahr 1950 auf 460 Mt im Jahr 2019 – eine 230-fache Steigerung. Es wird geschätzt, dass sie sich bis 2060 verdreifacht. Mehr als die Hälfte aller jemals hergestellten Kunststoffe wurde seit 2002 produziert. Einwegkunststoffe machen 35 - 40 % der aktuellen Kunststoffproduktion aus und stellen den am schnellsten wachsenden Bereich der Kunststoffherstellung dar. 

Gerade im Polster-Bereich sind mittlerweile fast alle Einrichtungsgegenstände aus Kunststoff. Ein „Flecken-unanfälliges“ * Sofa hier ein Teppich, der Naturstoff nachahmt aber aus Kunststoff besteht, da. Das geht nicht spurlos an uns vorbei. Denn mittlerweile verbringen Menschen 90 % ihrer Zeit in Innenräumen – länger als manche Walart unter Wasser.

* „Flecken-unanfällig“ oder „stain resistant“ sind Textilien nur deshalb, weil Du von glatten Plastik-Fasern – genauso wie von glatten Plastik-Oberflächen – alles abwischen kannst, da nichts an glatten Oberflächen haften kann. Aber lohnt es sich dafür Plastik einzuatmen? 😵💫

 

4. Was macht diese hohe Mikroplastik-Exposition mit uns?

Sie führt dazu, dass unsere Gehirne 50 % mehr Kunststoffe als 2016 enthalten. Diese Studie untersuchte 52 menschliche Gehirnproben aus den Jahren 2016 und 2024, die alle aus dem Frontalkortex entnommen wurden, dem Teil des Gehirns, der für Urteilsvermögen, Entscheidungsfindung und Muskelbewegungen zuständig ist. Die Gehirnproben enthielten 7- bis 30-mal mehr Mikro- und Nanoplastik-Partikel als die Proben Leber- und Nierenproben. Die Mikro- und Nanoplastik-Partikel sammeln sich stärker im Gehirn als in anderen Organen an, da das Einatmen der Partikel durch die Nase in den sogenannten Riechkolben – den Teil des Gehirns, der Gerüche verarbeitet – es den Partikeln ermöglicht auf direktem Weg ins Gehirn zu gelangen.

Die Gesundheitskosten, die das Plastilin Zeitalter nach sich zieht, sind enorm. 
Die Gesamtkosten der gesundheitlichen Auswirkungen der Kunststoffproduktion, einschließlich Todesfälle, Fälle von geistiger Behinderung, angeborenem Herzfehler oder Schlaganfall, IQ-Punkte-Verlust und globaler CO₂-Emissionen während der Produktion wurden in den USA allein für 2015 auf 250 Milliarden US-Dollar beziffert. Mehr als das BIP von Neuseeland oder Finnland in dem Jahr.

In Europa werden die direkten Gesundheitskosten allein durch die Belastung mit PFAS auf 52 - 84 Milliarden Euro pro Jahr geschätzt, die Kosten für die Entfernung von PFAS aus der Umwelt nicht mit eingerechnet. Dabei ist das Problem kontaminierter Böden besonders problematisch: 2023 deckte die Recherche des Forever Pollution Project über 23.000 mit PFAS kontaminierte Standorte in Europa auf. Wenn zugrunde gelegt wird, dass die Belastung der Böden weltweit ähnlich hoch ist, würden die Sanierungskosten über 2.000 Milliarden Euro betragen. Ein weiterer hoher Sanierungskostenfaktor ist die Wasserreinigung. Einer der weltweit führenden PFAS-Experten, Professor Hans Peter Arp, schätzt die Reinigungskosten allein in der EU auf 238 Milliarden Euro. Rechnet man diese Zahl auf die Welt hoch, belaufen sich die PFAS-Kosten auf 16 Billionen Euro pro Jahr. Diese konservative Schätzung berücksichtigt noch keine Schäden an Tieren oder die Senkung der Immobilienpreise.

Die folgende Übersicht zeigt, dass Deutschland auf Platz 3 im Europa-Ranking ist, wenn es um den Anteil der Flüsse (die alle ins Meer münden), Bäche, Seen und anderer Oberflächengewässer geht, die in schlechtem oder sehr schlechtem ökologischem Zustand sind: 

Quelle: https://www.boell.de/sites/default/files/202506/wasseratlas2025_ii_web_20250404.pdf 

Als Seglerin und Fluss-Surferin finde ich das furchtbar. Surfer sind laut der Wohltätigkeitsorganisation für den Meeresschutz Surfers against Sewage besonders gefährdet, da sie ca. 10-mal mehr Wasser schlucken als bspw. Schwimmer. Der bayerische Wellenreitverband warnt vorm Surfen auf deutschen Flüssen: "Angesichts dieser Analysen sind neue Flusswellen nicht realisierbar! Die existierenden künstlichen Flusswellen müssen dringend eine umfassende Analyse, d.h. kontinuierliche und umfassende Messungen über alle Jahreszeiten durchführen, während der Betrieb sofort eingestellt werden sollte. Zu groß ist die Gefahr die von PFAS und (Ewigkeitschemikalien) und anderen Chemikalien, Mikroplastik und vermehrt auch Krankheitserregern wie Leptospirose ausgeht. " Entwarnung gibt er lediglich für die meisten Alpengewässer (inkl. des Münchner Eisbachs), die relativ sauber und unbelastet seien.

Der Verband kritisiert vor allem veraltete Messmethoden, die die meisten Chemikalien, Mikroplastik und auch andere Krankheitserreger nicht systematisch erfassen. Diese Chemikalien potenzieren sich zudem in Bezug auf ihre Toxizität, während der steigende Anteil an Mikroplastik – wie unter 2. Was ist der Unterschied zwischen Mikroplastik und Nanoplastik und was macht es so gefährlich? beschrieben – die sich im Wasser tummelnden Viren und Bakterien in unseren Körper einschleust.

Im 2. Teil unserer Artikel-Serie Hundebett Expertenwissen – Materialkunde: Mikroplastik zeigen wir Euch:

• Welche Industrie-Zweige zur besorgniserregenden Wasserqualität beitragen
• Warum Eric Liedtke, der früher als Vorstand das globale Markengeschäft von Adidas leitete, Mikroplastik als allgegenwärtigen Tötungsmaschine bezeichnet
• Wie sich Kunststoffe mit ihren chemikalischen Zusatzstoffen auf die Gesundheit auswirken
• Warum Plastik so eine Riesen-Lobby hat