FAQ: Mikroplastik in der Umwelt

1) Wo begegnet uns Plastik?

Antwort

Kunststoffe (umgangssprachlich: "Plastik"; wissenschaftliche Bezeichnung: "synthetisch hergestellte Polymere") sind ein wichtiger Bestandteil unseres Alltags und haben aufgrund ihrer flexiblen Materialeigenschaften eine Vielzahl von technischen und medizinischen Innovationen ermöglicht. Aus ökonomischer und gesellschaftlicher Perspektive gesehen sind sie bedeutende Wertstoffe. Die weltweite Produktion von Kunststoffen ist seit den 50er Jahren auf 322 Millionen Tonnen im Jahr 2015 angestiegen und damit auch der Prozentsatz an anfallendem Plastikmüll. Geraten Kunststoffe in die Umwelt, können sie dort lange Zeit verbleiben.

2) Was ist Mikroplastik?

Antwort

Als Mikroplastik bezeichnet man Plastikpartikel, die kleiner als 5 Millimeter sind. Oft sind die Teilchen jedoch nur ein tausendstel Millimeter groß und mit bloßem Auge nicht erkennbar.

Ein Teil der Mikroplastikpartikel wird gezielt industriell hergestellt (primäres Mikroplastik). Die Einsatzbereiche sind vielfältig und reichen von der Verwendung in Haushaltsreinigern und Kosmetika bis hin zu Kunststoffwachsen. Der Eintrag in die Umwelt erfolgt häufig über den Abwasserpfad. Handelt es sich um perfekt runde Kügelchen, wie sie häufig in Kosmetikprodukten zu finden sind, spricht man von sogenannten Microbeads. Als Schleifmittel (auch in Peelings) werden unregelmäßig geformte, feine Granulate eingesetzt. Sogenannte Pellets finden keine direkte Anwendung. Sie sind das Rohmaterial zur Herstellung von größeren Kunststoffprodukten, z. B. in Spritzgussverfahren. Deren Eintrag in die Umwelt erfolgt hauptsächlich durch unbeabsichtigten Verlust bei Transport und Lagerung.

Im Gegensatz dazu entstehen Mikroplastikpartikel auch aus größerem Kunststoffmüll, der in der Umwelt durch äußere Einflüsse, wie z. B. UV-Strahlung oder andere chemische, biologische oder mechanische Einflüsse, klein gerieben oder zersetzt wird (sekundäres Mikroplastik).

3) Wie gelangt Mikroplastik in die Umwelt?

Antwort

Nach einer Studie des Umweltbundesamtes stellt sekundäres Mikroplastik die Haupteintragsquelle in die Umwelt dar. Es wird vermutet, dass ein nicht unerheblicher Anteil an Mikroplastik über die Flüsse in die Meere eingetragen wird. Neben unsachgemäß entsorgtem Plastikmüll, wie zum Beispiel Flaschen oder Tüten, der entweder direkt oder über den Wind in Gewässer eingetragen wird und dort zu Mikroplastikpartikeln zerfällt, trägt beispielsweise auch der Verlust von Pellets in der Herstellung und Weiterverarbeitung von Kunststoffen zur Umweltbelastung mit Kunststoffen bei. In Kosmetikartikeln verwendete Mikroplastikpartikel leisten gegenüber Plastikmüll einen mengenmäßig untergeordneten, aber gleichfalls vermeidbaren Beitrag. Auch synthetische Fasern von Kleidungsstücken, die über das Abwasser in die Gewässer gelangen, dürften nach der UBA-Studie insgesamt eine geringere Rolle spielen.

Eine exakte Quantifizierung der einzelnen Eintragspfade von Mikroplastik in Gewässer ist aber derzeit noch nicht möglich.

Eine exakte Quantifizierung der einzelnen Eintragspfade von Mikroplastik in Gewässern ist aber derzeit noch nicht möglich.

4) Wie wird Mikroplastik in der Umwelt nachgewiesen?

Antwort

Da es Kunststoffsorten gibt, die auf der Wasseroberfläche schwimmen und andere, die auf den Grund absinken, sollten Proben von der Wasseroberfläche, der Wassersäule, dem Gewässergrund sowie dem Ufersediment entnommen werden.
Zur Aufbereitung werden die Mikroplastikpartikel dann meist durch Dichtetrennung und einen enzymatischen Reinigungsschritt vom übrigen Material getrennt. Danach werden die Partikel spektroskopisch analysiert. Dabei erfolgt neben der Bestimmung von Anzahl und Größe der Partikel auch eine Identifizierung von Kunststoffart und Partikelform.

Eine rein mikroskopische, visuelle Identifizierung ist für die zum Teil sehr kleinen Mikroplastikpartikel aufgrund der möglichen Verwechslung mit anderen Partikeln nicht geeignet.

5) Wie lange dauert es, bis sich ein Plastikteilchen ganz aufgelöst hat?

Antwort

Hierzu kann auf Grund der vielfältigen Kunststoffsorten keine generelle Aussage getroffen werden. Die Abbauzeit wird jedoch für einige Kunststoffe auf mehrere hundert Jahre geschätzt.

6) Wo hat man Mikroplastik in der Umwelt überall entdeckt?

Antwort

Mikroplastik wurde im Meer bis hinab in die Tiefsee, aber auch im Süßwasser, also in Flüssen und Seen nachgewiesen. Im Gardasee zum Beispiel hat man im Uferbereich bis zu 1.000 Mikroplastikpartikel auf einer Fläche von 1 x 1 m gezählt. Inzwischen wurden auch in deutschen Binnengewässern Mikroplastikpartikel gefunden.

7) Welche Gefahren bestehen für die Umwelt?

Antwort

Da Mikroplastik nicht oder nur sehr langsam abgebaut wird, kann es im Laufe der Zeit zu einer fortschreitenden Belastung der Gewässer und möglicherweise zu Veränderungen der Gewässerökologie kommen. Zurzeit liegen jedoch noch keine Untersuchungsergebnisse zu möglichen Auswirkungen auf die Ökologie von Binnengewässern vor.

8) Wird Mikroplastik von Tieren in der Umwelt aufgenommen?

Antwort

Aufgrund der geringen Größe können Lebewesen die Mikroplastikpartikel mit der Nahrung aufnehmen. Bis jetzt konnte Mikroplastik in Muscheln, Schnecken, Würmern, Wasserflöhen, Bachflohkrebsen und Fischen nachgewiesen werden. Da diese Organismen als Nahrungsquelle für andere Tiere dienen, können sich Mikroplastikpartikel eventuell auch in der Nahrungskette anreichern. Dies abzuklären ist Aufgabe der aktuellen Forschung.

9) Welche Auswirkungen kann die Aufnahme von Mikroplastikpartikeln auf Lebewesen haben?

Antwort

Bisherige Untersuchungen zu möglichen Auswirkungen von Mikroplastik auf die aquatische Tierwelt konzentrieren sich in erster Linie auf marine Ökosysteme. Demnach ist es möglich, dass Mikroplastik neben der Auslösung mechanischer Schädigungen von vielen Tierarten anstelle von Futter aufgenommen wird und sich im Verdauungstrakt anreichern kann. Als Konsequenz wurde neben einem Verhungern der Tiere eine Anreicherung in der Nahrungskette beobachtet. Zudem wird vermutet, dass bei der Produktion beigemengte Zusatzstoffe wie z. B. Cadmium, Flammschutzmittel, Weichmacher (z. B. Phthalate), BisphenolA oder Alkylphenole direkte toxische oder hormonähnliche Wirkungen entfalten. Auch eine Übertragung von invasiven Arten, die an der Oberfläche von Mikroplastikpartikeln anhaften, wird diskutiert.

Welche Auswirkungen die in Binnengewässern gemessenen Konzentrationen auf aquatische Organismen haben, kann aktuell nicht beurteilt werden, da noch keine ausreichenden ökotoxikologischen Untersuchungsergebnisse vorliegen. Die Untersuchungsergebnisse aus bayerischen Binnengewässern dienen als wichtige Grundlage, um Wirkungsstudien möglichst realitätsnah zu gestalten. So werden aktuell am bayerischen Landesamt für Umwelt Untersuchungen zu möglichen Auswirkungen von Mikroplastik auf Muscheln und Fische durchgeführt. Erste Ergebnisse weisen darauf hin, dass Muscheln Mikroplastikpartikel aus dem Wasser aufnehmen, diese aber nach Umsetzen in ein plastikfreies Milieu auch wieder abgeben können. In weiteren Versuchsansätzen wird gegenwärtig ermittelt, in wieweit aufgenommene Kunststoffpartikel zu Veränderungen bei den Tieren führen können. Ziel dieser Studie und auch anderer, aktuell laufender Forschungsprojekte ist eine Risikobewertung der in Binnengewässern nachgewiesenen Mikroplastikkonzentrationen.“

10) Was bedeutet dies für den Menschen?

Antwort

Zum jetzigen Zeitpunkt liegen keine belastbaren Untersuchungsergebnisse zur Aufnahme von Mikroplastik durch den Menschen vor.

11) Was wird zurzeit in Bayern untersucht?

Antwort

In Bayern wurde vom Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz im Jahr 2014 eine Mikroplastikinitiative gestartet. So wird am Bayerischen Landesamt für Umwelt wird ein Forschungsprojekt zu Mikroplastik in Binnengewässern durchgeführt. Das Projekt erfolgt in Kooperation mit der Universität Bayreuth und der Technischen Universität München. Das Untersuchungsprogramm hat zum Ziel, das Vorkommen von Mikroplastik in ausgewählten Flüssen und Seen in Bayern in verschiedenen Gewässerkompartimenten, wie z. B. Ufer- und Grundsediment, Wasseroberfläche und Wasserkörper, zu ermitteln. Die Untersuchungen sind noch nicht abgeschlossen. Aktuell liegen die Messdaten zum Vorkommen von Makro- und Mikroplastik in oberflächennahen Wasserproben von Altmühl, Donau, Isar und Inn vor.

Die bisher vorliegenden bayerischen Ergebnisse sowie ein erster Vergleich der Daten mit Untersuchungsergebnissen aus anderen Bundesländern sind in dem gemeinsamen Bericht der Länder „Mikroplastik in Binnengewässern Süd- und Westdeutschlands“ zusammengefasst. Der Bericht mit häufig gestellten Fragen (FAQ) ist unter folgendem Link abrufbar:

12) Welche Aussagen lassen sich für die bayerischen Gewässer im Donaueinzugsgebiet treffen?

Antwort

An der Wasseroberfläche von Proben aus bayerischen Abschnitten der Donau, Isar, Inn und Altmühl wurden im Mittel zwischen 31 bis 78 Mikroplastikpartikel pro Kubikmeter detektiert. Die Ergebnisse zeigen, dass in der überwiegenden Zahl der Proben vor allem sehr kleine Partikel (300 µm – 20 µm) mit einem Anteil von über 90% entscheidend zur Gesamtmenge beitragen. In der Regel stellten Polyethylen und Polypropylen die am häufigsten gefundenen Polymersorten dar. Die meisten Partikel lagen in Form von Fragmenten vor. Eine abschließende Beurteilung der Mikroplastikbelastung bayerischer Fließgewässer kann aber erst nach Untersuchung aller Gewässerkompartimente (Bodendrift, Ufersediment) erfolgen.

13) Weitere Aktivitäten des Landesamts für Umwelt (LfU) zum Thema Mikroplastik

Antwort

Aktuell beteiligt sich das Landesamt für Umwelt (LfU) an zwei Verbundprojekten der BMBF-Fördermaßnahme „Plastik in der Umwelt: Quellen, Senken, Lösungsansätze“.

MicBin

Im Verbundprojekt MicBin soll exemplarisch am Beispiel eines kleinen Teileinzugsgebietes der Donau der Eintrag und Verbleib von Mikroplastik in Binnengewässern untersucht und modelliert werden, um daraus Maßnahmenplanungen ableiten zu können. Weitere Informationen finden Sie unter:

SubµTrack

Im Verbundprojekt SubµTrack liegt der Fokus auf der Entwicklung von Analysetools zur Erfassung besonders kleiner Mikroplastikpartikel mit einer Größe zwischen 50 nm – 100 µm, da diese vermutlich ökotoxikologisch eine höhere Relevanz haben als größere Mikroplastikpartikel. Weitere Informationen finden Sie unter:

14) Wie ist der Erkenntnisstand zu Mikroplastik im Abwasser?

Antwort

Eintragspfade

Erste Funde von Mikroplastik in den Weltmeeren wurden bereits in den 1970er-Jahren beschrieben. Das Vorkommen von Plastikteilchen verschiedenster Größen in den Meeren und an den Küsten ist mittlerweile durch zahlreiche Untersuchungen dokumentiert. Flüsse und Seen werden dagegen erst seit kurzem intensiver auf Mikroplastik untersucht. Studien in Nordamerika und Europa zeigen, dass auch in und an Binnengewässern Mikroplastik nachgewiesen werden kann. Der Eintrag von Mikroplastik in die Gewässer stammt dabei aus unterschiedlichsten Quellen. Abwasseranlagen sind nur einer unter mehreren Eintragspfaden.

Eine Bilanzierung der verschiedenen Eintragspfade und Mikroplastikfrachten ist mangels verlässlicher Daten zum Beitrag der einzelnen Eintragspfade bisher nicht möglich. Um genauer zu bestimmen, welche Mengen Mikroplastik auf welchen Wegen in die Gewässer gelangen, sind deshalb weitere Untersuchungen und eine Weiterentwicklung der Analyseverfahren notwendig. Nur so lassen sich Grundlagen für wirksame Strategien zur Reduzierung entwickeln.

Eine wesentliche Quelle für Mikroplastik in Gewässern sind insbesondere auch Kunststoffabfälle, aus denen z.B. durch Verwitterung sehr kleine Plastikpartikel (sekundäres Mikroplastik) entstehen können. Bei einem bundesländerübergreifenden Untersuchungsvorhaben hat sich gezeigt, dass an nahezu allen untersuchten Messstellen sekundäres Mikroplastik dominierend war. In den Gewässern wurden im wesentlichen Fragmente nachgewiesen, die ursprünglich aus größeren Kunststoffteilen entstanden sind. Industriell hergestelltes Mikroplastik (primäres Mikroplastik), wie z.B. Granulate für Kosmetika oder Kunststofffasern von Textilien, das im Verdacht steht v.a. über den Abwasserpfad in die Gewässer zu gelangen, wurde dagegen nur in geringem Umfang gefunden.

Rückhalt in Kläranlagen

Verschiedene wissenschaftliche Studien zeigen, dass konventionelle Kläranlagen einen Großteil des Mikroplastiks im Abwasser zurückhalten können. Aufgrund einer vergleichenden Analyse verschiedener Studien schätzt das Fraunhofer Institut für Umwelt, -Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT die massebezogene Abscheideeffizienz von Kläranlagen für Mikroplastik auf 95 % und für Makroplastik auf nahezu 100 %. Auch die Partikelzahl wird deutlich vermindert, allerdings dürften sehr kleine Partikel und Mikrofasern in den Kläranlagen schlechter abgeschieden werden als größere Mikroplastikpartikel.

Fundierte Erkenntnisse, welche Verfahren sich für eine zusätzliche Verbesserung der Abwasserreinigung im Hinblick auf Mikroplastik am besten eignen, liegen bisher nicht vor. Zu Mikroplastikeinträgen aus Regenwasserkanälen und Mischwasserentlastungen ist die Datenlage ebenfalls bisher sehr gering.

Es ist davon auszugehen, dass sich wegen des hohen Rückhalts in den Kläranlagen ein wesentlicher Teil des Mikroplastiks aus dem Abwasser im Klärschlamm abscheidet. Allerdings stößt gerade beim Klärschlamm die Analytik von Mikroplastik bisher noch an Grenzen. Aufgrund der komplexen Stoffzusammensetzung sind konkrete Nachweise und Mengenermittlungen derzeit noch schwierig, sodass zur Belastung von Klärschlämmen mit Mikroplastik bisher kaum verlässliche Daten vorliegen.

Der Großteil des Klärschlamms in Bayern wird mittlerweile verbrannt. Im Jahr 2016 war in Bayern die thermische Behandlung (Verbrennung) mit 64,1 % der entsorgten Klärschlammmenge der wichtigste Entsorgungsweg. Bayern hat sich zum Ziel gesetzt, die landwirtschaftliche, gärtnerische und landschaftsbauliche Verwertung des Klärschlamms aus Gründen des vorsorgenden Verbraucher-, Boden- und Gewässerschutzes zu beenden. Auch werden rechtliche Änderungen zu einem weiteren Rückgang dieser Verwertungsformen führen.

15) Was kann jeder Einzelne tun, um eine weitere Belastung unserer Gewässer zu vermeiden?

Antwort

Unnötige Einwegprodukte und Verpackungen sollten vermieden werden. Zudem sollte der Plastikmüll einer ordnungsgemäßen Entsorgung (Wertstofftonne oder gelber Sack) zugeführt werden und nicht einfach auf die Straße geworfen werden. Achtlos weggeworfener Plastikmüll kann früher oder später durch Wind oder Regen in Flüssen und Seen landen.
Ein Einkaufsratgeber mit Produkten, die industriell hergestellte Mikroplastikpartikel enthalten, kann unter nachfolgendem Link abgerufen werden: