Mit zunehmendem Verständnis der Welt für die Kunststoffkrise treten neue Facetten des Problems zutage und zeigen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt. Dank der jüngsten wissenschaftlichen Fortschritte können Wissenschaftler nun untersuchen, inwiefern Mikro- und Nanokunststoffe einen wesentlichen Teil des Problems der Kunststoffverschmutzung ausmachen. Während man zunächst davon ausging, dass es sich hauptsächlich um ein Problem der Meeresverschmutzung handelt, haben Wissenschaftler in den letzten zehn Jahren entdeckt, dass Mikro- und Nanokunststoffe in allen Umweltbereichen – von Süßwasser über Boden bis hin zur Luft – und in Tausenden von Arten, einschließlich des Menschen, vorkommen. [1] Aber wie der Klimawandel und gefährliche Chemikalien sind die meisten Kunststoffe für das bloße Auge unsichtbar, was bedeutet, dass ihre Auswirkungen relativ unbemerkt bleiben. [2]
Entgegen der landläufigen Meinung sind die Ozeane nicht „die letzte Senke“[3] für Mikroplastik. Diese winzigen Plastikpartikel können weltweit transportiert werden und landen schließlich in städtischen, ländlichen und abgelegenen Gebieten. Sie nehmen einen noch schnelleren Transportweg als die Meeresströmungen: die Atmosphäre. [4] Mikro- und Nanokunststoffe können sich durch die Luft bewegen und innerhalb weniger Tage oder Wochen Tausende von Kilometern zurücklegen, wodurch eine Art „endloser Kreislauf“ des Kunststofftransports entsteht. [5]Das erhebliche Potenzial für den Ferntransport bedeutet, dass Mikro- und Nanokunststoffe Orte und Bevölkerungsgruppen in großer Entfernung von den Quellen der Kunststoffverschmutzung beeinträchtigen können, was Mikroplastik zu „einem der allgegenwärtigsten Schadstoffe aus anthropogenen Aktivitäten”[6]und zu einem schwerwiegenden Problem für die öffentliche Gesundheit macht. [7] Auch wenn Wissenschaftler möglicherweise noch nicht das gesamte Ausmaß der gesundheitlichen Auswirkungen von Mikro- und Nanokunststoffen kennen, ist die Ursache zweifellos klar: die Herstellung und Verwendung von Kunststoffen.
Das Problem
Wissenschaftler finden überall, wo sie hinschauen, Mikroplastik.[8] Diese winzigen Plastikpartikel sind oft so klein, dass sie für das menschliche Auge unsichtbar sind. Sie sind nicht wahrnehmbar, wenn sie durch die Atemwege gelangen und bis in die tiefsten Bereiche der Lunge vordringen. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass das Einatmen einen wesentlichen Beitrag zur Aufnahme von Mikro- und Nanokunststoffen durch den Menschen leistet und dass die Expositionsraten – die Menge an Mikro- und Nanokunststoffen in der Atmosphäre in der Umgebung einer Person – bis zu 5.700 Mikroplastikpartikel pro Kubikmeter betragen können.[9] Es wird geschätzt, dass Menschen jährlich bis zu 22.000.000 Mikro- und Nanokunststoffe einatmen können. [10]
Um das Problem besser zu verstehen, ist es wichtig, die Skalen zu untersuchen, die zur Klassifizierung von Kunststoffpartikeln verwendet werden. Mikroplastik sind Kunststoffpartikel mit einem Durchmesser von weniger als 5 Millimetern (mm), etwa so groß wie ein Orangenkern.[11] Mikroplastik in der Luft ist jedoch viel kleiner – selbst ein Partikel von 0,5 mm (500 Mikrometer (µm)) gilt als groß. Wenn Kunststofffragmente kleiner als 0,001 mm sind (entspricht 1 µm oder 1.000 Nanometern (nm)), sind sie weniger als 1/100 der Dicke eines menschlichen Haares. Partikel dieser Größe werden als Nanokunststoffe bezeichnet und sind mit bloßem Auge nicht zu erkennen. [12]
Mehrere Quellen, derselbe Ursprung
Grundsätzlich stammen Mikroplastikpartikel in der Atmosphäre aus der Herstellung und Verwendung von Kunststoffen durch den Menschen. Mikroplastikpartikel werden anhand ihres Ursprungs in verschiedene Kategorien eingeteilt.[13] Primäres Mikroplastik[14] wird bewusst in mikroskopischer Größe für einen bestimmten Verwendungszweck (z. B. Agrochemikalien oder Arzneimittel) hergestellt. Sekundäre Mikroplastik hingegen entsteht durch die mechanische, chemische und physikalische Zersetzung größerer (Makro-)Kunststoffe, darunter auch „Altkunststoffe”, die vor Jahrzehnten in die Umwelt gelangt sind. In jeder Phase des Kunststofflebenszyklus, von der Gewinnung der Rohstoffe über die Produktion, den Transport, die Verwendung und die Entsorgung bis hin zur Sanierung, werden sowohl primäre als auch sekundäre Mikroplastik und andere gefährliche Stoffe freigesetzt. [15]
Verbreitung über die Luft
Da Luft ein starkes Umweltmedium ist, können die Ausbreitung und die Auswirkungen von Mikroplastik in der Luft lokal begrenzt bleiben oder sich weit über den Ort der Freisetzung hinaus ausbreiten. Die Konzentrationswerte variieren zwar, aber kein Ort bleibt davon unberührt. Mikroplastik in der Luft wurde weltweit gesammelt, insbesondere jedoch in der nördlichen Hemisphäre, darunter in Frankreich, Iran, China, Japan, Vietnam, Nepal, den Vereinigten Staaten, Kolumbien, Saudi-Arabien, Südkorea, Kuwait, Griechenland, Rumänien, Pakistan und Indien. [16]
Im Körperinneren
Die Exposition gegenüber Mikroplastik in der Luft kann durch Einatmen, Eindringen durch die Hautporen und die Aufnahme von Lebensmitteln, die Mikroplastik enthalten, erfolgen.[17] Wie weit Mikroplastik im menschlichen Körper vordringen kann, hängt von seinen Eigenschaften, seiner Größe und Form sowie vom Stoffwechsel, der Anfälligkeit und der Lungenanatomie des Einzelnen ab.[18] Es kann über die Nase oder den Mund in die Atemwege gelangen, bevor es sich in den oberen Atemwegen oder tief in der Lunge ablagert. [19]
Dort angekommen, gibt es Hinweise darauf, dass Mikro- und Nanokunststoffe von der Lungenepitheloberfläche in das Lungengewebe[20] und möglicherweise in innere Organe und das Gefäßsystem[21] und darüber hinaus gelangen können.
Ein Trojanisches Pferd
Die Eigenschaften von Mikroplastik zeigen, dass es ein gefährlich wirksamer Überträger von Giftstoffen und Krankheitserregern sein kann. Mikroplastik hat oft eine große spezifische Oberfläche und ist überwiegend hydrophob, d. h. es stößt Wasser ab. Diese Eigenschaften machen Mikroplastik in der Luft zu einem „Trojanischen Pferd“, das in der Lage ist, schädliche Substanzen in Tieren oder Menschen zu verstecken und zu transportieren, die es einatmen, aufnehmen und verschlucken. [22] Daher ist es ebenso wichtig zu wissen, was in Plastik enthalten ist, wie zu wissen, was sich darauf befindet. [23]
Auswirkungen auf die Gesundheit
Während die Forschung zu Mikroplastik in der Luft noch in den Kinderschuhen steckt, zeigen Studien zur Inhalation von Mikro- und Nanopartikeln aus Kunststoff eine Reihe von schädlichen Auswirkungen auf die Atemwege und darüber hinaus, die von Reizungen bis hin zur Entstehung von Krebs bei chronischer Exposition reichen. [24] Zu diesen negativen Auswirkungen gehören:
- Sofortige asthmaähnliche Reaktionen
- Entzündungsreaktionen und fibrotische Veränderungen, wie chronische Bronchitis;
Lungenerkrankungen wie extrinsische allergische Alveolitis und chronische Lungenentzündung; - Lungenemphysem;[25]
- die Entwicklung von interstitiellen Lungenerkrankungen,[26]die zu Husten, Atembeschwerden und einer Verringerung der Lungenkapazität führen; [27]
- oxidativer Stress und die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) und damit die Fähigkeit, Zellen zu schädigen (zytotoxische Wirkungen);[28] sowie Autoimmunerkrankungen.[29]
Dieser Beitrag ist eine adaptierte Zusammenfassung dieses Themenüberblicks.
___________________________________________________________________________________________
[1] Steve Allen et al., “Micro(Nano)Plastics Sources, Fate, and Effects: What We Know after Ten Years of Research,” Journal of Hazardous Materials Advances 6 (May 1, 2022): 1, https://doi.org/10.1016/j.hazadv.2022.100057.
[2] Allen et al., 2.
[3] Allen et al., 6.
[4] Allen et al., 6; Deonie Allen et al., “Microplastics and Nanoplastics in the Marine-Atmosphere Environment,” Nature Reviews Earth & Environment 3, no. 6 (June 2022): 393, https://doi.org/10.1038/s43017-022-00292-x.
[5] Allen et al., “Micro(Nano)Plastics Sources, Fate, and Effects,” 6.
[6] Yulan Zhang et al., “Atmospheric Microplastics: A Review on Current Status and Perspectives,” Earth-Science Reviews 203 (April 1, 2020): 11, https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2020.103118.
[7] A. Dick Vethaak and Juliette Legler, “Microplastics and Human Health,” Science 371, no. 6530 (February 12, 2021): 672–74, https://doi.org/10.1126/science.abe5041.
[8] “Nanoplastics — an underestimated problem?,” ScienceDaily, accessed November 6, 2021, https://www.sciencedaily.com/releases/2021/05/210504112641.htm; Albert A. Koelmans et al., “Risk Assessment of Microplastic Particles,” Nature Reviews Materials 7, no. 2 (February 2022): 138–52, https://doi.org/10.1038/s41578-021-00411-y.
[9] Yaowei Li et al., “Airborne Fiber Particles: Types, Size and Concentration Observed in Beijing,” Science of The Total Environment 705 (February 25, 2020): 5, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135967; S. Allen et al., “Evidence of Free Tropospheric and Long-Range Transport of Microplastic at Pic Du Midi Observatory,” Nature Communications 12, no. 1 (December 21, 2021): 5, https://doi.org/10.1038/s41467-021-27454-7; An Xu et al., “Status and Prospects of Atmospheric Microplastics: A Review of Methods, Occurrence, Composition, Source and Health Risks,” Environmental Pollution 303 (June 15, 2022): 5, https://doi.org/10.1016/j.envpol.2022.119173.
[10] Kieran D. Cox et al., “Human Consumption of Microplastics,” Environmental Science & Technology 53, no. 12 (June 18, 2019): 7071, https://doi.org/10.1021/acs.est.9b01517; Kurunthachalam Kannan and Krishnamoorthi Vimalkumar, “A Review of Human Exposure to Microplastics and Insights Into Microplastics as Obesogens,” Frontiers in Endocrinology 12 (2021): 978, https://doi.org/10.3389/fendo.2021.724989; Zhang et al., “Atmospheric Microplastics,” 12; Qun Zhang et al., “A Review of Microplastics in Table Salt, Drinking Water, and Air: Direct Human Exposure,” Environmental Science & Technology 54, no. 7 (April 7, 2020): 3747, https://doi.org/10.1021/acs.est.9b04535; See also Alvise Vianello et al., “Simulating Human Exposure to Indoor Airborne Microplastics Using a Breathing Thermal Manikin,” Scientific Reports 9, no. 1 (June 17, 2019): 8670, https://doi.org/10.1038/s41598-019-45054-w; “World-First Investigation Finds People Are Breathing in 100 Times More Microplastics,” accessed November 12, 2021, https://www.portsmouth.co.uk/news/people/world-first-investigation-by-university-of-portsmouth-and-good-morning-britain-finds-people-are-breathing-in-100-times-more-microplastics-in-homes-than-thought-3449090.
[11] Richard C. Thompson et al., “Lost at Sea: Where Is All the Plastic?,” Science 304, no. 5672 (May 7, 2004): 838–838, https://doi.org/10.1126/science.1094559; C. Arthur, “Proceedings of the International Research Workshop on the Occurrence, Effects and Fate of Microplastic Marine Debris” (University of Washington Tacoma, Tacoma, WA, USA: National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), 2008), 10; Nanna B. Hartmann et al., “Are We Speaking the Same Language? Recommendations for a Definition and Categorization Framework for Plastic Debris,” Environmental Science & Technology 53, no. 3 (February 5, 2019): 1040, https://doi.org/10.1021/acs.est.8b05297.
[12] Joint Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Environmental Protection (GESAMP), “Proceedings of the GESAMP International Workshop on Assessing the Risks Associated with Plastics and Microplastics in the Marine Environment,” 2020, 26, http://www.gesamp.org/publications/gesamp-international-workshop-on-assessing-the-risks-associated-with-plastics-and-microplastics-in-the-marine-environment.
[13] GESAMP, “Sources, Fate and Effects of Microplastics in the Marine Environment (Part 1),” GESAMP Reports and Studies (International Maritime Organization (IMO), 2015), 18, http://www.gesamp.org/publications/reports-and-studies-no-90.
[14] “Nanoplastics Are Neither Microplastics nor Engineered Nanoparticles | Nature Nanotechnology,” accessed July 16, 2022, https://www.nature.com/articles/s41565-021-00886-4 Figure 2.
[15] Center for International Environmental Law (CIEL) et al., “Plastic & Health: The Hidden Costs of a Plastic Planet,” accessed November 1, 2021, https://www.ciel.org/reports/plastic-health-the-hidden-costs-of-a-plastic-planet-february-2019/.
[16] Junjie Zhang, Lei Wang, and Kurunthachalam Kannan, “Microplastics in House Dust from 12 Countries and Associated Human Exposure,” Environment International 134 (January 1, 2020): 105314, https://doi.org/10.1016/j.envint.2019.105314; Wang et al., “Airborne Microplastics,” 657.
[17] Christian Ebere Enyoh et al., “Airborne Microplastics: A Review Study on Method for Analysis, Occurrence, Movement and Risks,” Environmental Monitoring and Assessment 191, no. 11 (October 24, 2019), https://doi.org/10.1007/s10661-019-7842-0.
[18] Enyoh et al., “Airborne Microplastics.”
[19] Johnny Gasperi et al., “Microplastics in Air: Are We Breathing It In?,” Current Opinion in Environmental Science & Health, Micro and Nanoplastics Edited by Dr. Teresa A.P. Rocha-Santos, 1 (February 1, 2018): 3, https://doi.org/10.1016/j.coesh.2017.10.002; Joanne M. Donkers et al., “Advanced Epithelial Lung and Gut Barrier Models Demonstrate Passage of Microplastic Particles,” Microplastics and Nanoplastics 2, no. 1 (January 28, 2022): 2, https://doi.org/10.1186/s43591-021-00024-w.
[20] J. L. Pauly et al., “Inhaled Cellulosic and Plastic Fibers Found in Human Lung Tissue.,” Cancer Epidemiology and Prevention Biomarkers 7, no. 5 (May 1, 1998): 425, https://cebp.aacrjournals.org/content/7/5/419.
[21] Heather A. Leslie et al., “Discovery and Quantification of Plastic Particle Pollution in Human Blood,” Environment International, March 24, 2022, 5–7, https://doi.org/10.1016/j.envint.2022.107199.
[22] Yi Wang et al., “Airborne Microplastics: A Review on the Occurrence, Migration and Risks to Humans,” Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology 107, no. 4 (October 2021): 662, https://doi.org/10.1007/s00128-021-03180-0; Jacky Bhagat, Norihiro Nishimura, and Yasuhito Shimada, “Toxicological Interactions of Microplastics/Nanoplastics and Environmental Contaminants: Current Knowledge and Future Perspectives,” Journal of Hazardous Materials 405 (March 5, 2021): 4, https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123913.
[23] Koelmans et al., “Risk Assessment of Microplastic Particles,” 3.
[24] Alessio Facciolà et al., “Newly Emerging Airborne Pollutants: Current Knowledge of Health Impact of Micro and Nanoplastics,” International Journal of Environmental Research and Public Health 18, no. 6 (January 2021): 7, https://doi.org/10.3390/ijerph18062997.
[25] Facciolà et al., “Newly Emerging Airborne Pollutants,” 9.
[26] Luís Fernando Amato-Lourenço et al., “An Emerging Class of Air Pollutants: Potential Effects of Microplastics to Respiratory Human Health?,” Science of The Total Environment 749 (December 20, 2020), https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.141676
[27] Gasperi et al., “Microplastics in Air,” 3.
[28] Amato-Lourenço et al., “An Emerging Class of Air Pollutants.”
[29] Facciolà et al., “Newly Emerging Airborne Pollutants,” 7.
____________________________________________________________________
Source:
This article is republished from CIEL.org — Breathing Plastic: The Health Impacts of Invisible Plastics in the Air.
All rights reserved to the original publisher.