
Plastikverschmutzung ist ein globales Problem, welches die Menschheit noch in mehr als 100 Jahren beschäftigen wird. Es gibt die sichtbare Verschmutzungen, z.B. Plastikfetzen in der Umwelt, die für viele Tiere zum Tode führen (weil sie das Plastik irrtümlich für Nahrung halten und es fressen oder weil sie sich in dem Plastikmüll verfangen). Ein jedoch für das bloße Auge nicht sichtbar ablaufender Prozess ist der Zerfall von großen Plastikteilen in kleinere Fragmente (Mikroplastik), die wiederum in noch kleinere Partikel zersetzt (Nanoplastik) werden (weiterführende Infos zu Nanoplastik in der Umwelt).
Wie genau der Prozess des Zerfalls aufgrund von Verwitterung abläuft und was genau mit Nanoplastik Partikeln passiert, wurde in dem hier vorgestellten Paper untersucht. Ausgangspunkt für die Untersuchung waren Plastikpellets im mittleren Größenbereich von 100- 200 µm, die im Labor Verwitterung durch Wasser und Sonneneinstrahlung ausgesetzt wurden. Es wurde auf diese Art die natürliche Verwitterung durch Regen und Sonneneinstrahlung in Mitteleuropa über einen Zeitraum von 1,5 Jahren imitiert. Der Zerfall konnte in 3 wesentliche Stufen eingeteilt werden. Zunächst wurden die großen Fragmente durch Oberflächenabrieb in einem Zeitraum von bis zu 17 Tagen geglättet und kleinere Bruchstücke lösen sich ab (Stufe 1). Nach einem Zeitraum von mindestens 58 Tagen bildeten sich Risse an der Plastikoberfläche (Stufe 2). Schließlich führen die Risse zum Ablösen von kleineren Partikeln (Stufe 3) Aus einem Ursprungspartikel konnten sich dabei bis zu 14.000 Nano- und Mikroplastikpartikel bilden. Die Nanoplastik Partikel bilden im Anschluss mit Mikroplastik Partikeln größere Agglomerate. Das könnte erklären, warum einzelne Nanoplastikpartikel so schwer in der Umwelt nachzuweisen sind. Umweltorganismen werden somit Nano- und Mikroplastik Partikel gleichzeitig ausgesetzt sein. Gleichzeitig können auch an natürliche Partikel gebundenen Nanoplastik Partikel in die Nahrungskette eintreten.
Die Versuche zur Verwitterung von größeren Plastikstücken in Nano- und Mikroplastikpartikel im Labor liefern wichtige Erkenntnisse zum Umweltverhalten von Plastik. Sie zeigen auch, dass es für die verschiedenen Polymere unterschiedliche Zersetzungsprozesse gibt.
Original Publikation:
Menzel T., Meides N., Mauel A., et al. Degradation of low-density polyethylene to nanoplastic particles by accelerated weathering,
Science of The Total Environment 2022; 826 (154035). https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.154035

Weitere Spotlights
Spotlight August 2021: Auf dem Weg zu FAIR-Daten für die Nanosicherheit
Im August möchten wir ein Paper zum Thema FAIR data vorstellen. Das im Juni 2021 in Nature Nanotechnology veröffentlichte Paper fasst die Herausforderungen zusammen und gibt Empfehlungen für die effiziente Wiederverwendung von Nanosicherheitsdaten im Einklang mit den kürzlich aufgestellten FAIR-Leitprinzipien (findable, accessible, interoperable and reusable). Der Artikel fasst das Know-how über die Erfassung, Auffüllung und […]
WeiterlesenSpotlight April 2022: Eine neue Risikobewertung von Nanomaterialien beim 3D Druck ist notwendig
Die Verwendung von Nanomaterialien im 3D Druck hat großes Potential. Aufgrund der Eigenschaften von nanoskaligen Materialien können viele Anforderung im 3D Druck umgesetzt werden. Diese einzigartigen, auf der Größe der Teilchen basierenden Eigenschaften führen jedoch auch dazu, dass neue Risikobewertungen vorgenommen werden müssen. Denn werden die Nanopartikel im Druckprozess oder anschließen aus dem fertigen Produkt […]
WeiterlesenSpotlight Oktober 2023: Verbesserte Wasserstoffproduktion durch neuartigen Katalysator aus drei Metallen
Wasserstoff ist einer der wichtigen Energieträger der Zukunft, wenn es um klimarelevante Energieversorgung geht. So kann überschüssiger Strom aus Windkraftwerken oder Solaranlagen in Wasserstoff umgewandelt und damit die sonst nicht genutzte Energie längerfristig gespeichert werden. Mit diesem Wasserstoff können Lastwagen und Busse des öffentlichen Nahverkehrs als auch andere Fahrzeuge umwelt- und klimafreundlich betrieben oder dieser […]
WeiterlesenSpotlight November 2022: Wie Photonik aus der Natur bioinspirierte Designs hervorbringt
Die Wissenschaft hat sich schon immer die Natur als Vorbild genommen und sie imitiert. Schaut man sich den Bereich der Photonik an, also die Verwendung von optischen Technologien zur Informationsverarbeitung, Übertragung oder Speicherung, so sind die farbenfrohen Beispiele in der Tier- und Pflanzenwelt perfekte Grundladen für technische Anwendungen. Während Farben in der Natur entweder zur […]
Weiterlesen