
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 März 2022: Sichere Materialien von Anfang an – Das Safe-by-Design-Konzept im Praxistest
In den letzten Jahrzehnten ist die deutsche Forschung zu Nanomaterialien und neuen, innovativen Materialien weiträumig um Materialsicherheitsaspekte erweitert worden. Auch europäische Initiativen legen einen großen Wert darauf: Sowohl der Green Deal der Europäischen Union (EU) , als auch die Chemikalienstrategie für Nachhaltigkeit (CSS) zielen darauf ab, eine nachhaltige, klimaneutrale Wirtschaft mit nachhaltigen und sicheren Chemikalien […]
WeiterlesenSpotlight September 2021: Holz, der Rohstoff der Zukunft?
Eine der größten Herausforderungen der Menschheit ist es, unter den gegebenen Umständen von Klimaerwärmung, Bevölkerungswachstum und wachsender Vermüllung, sauberes Trinkwasser zu produzieren. Im September möchten wir Ihnen deshalb einen Übersichtsartikel vorstellen, der einen Lösungsansatz in der Verwendung von nanoskaligem Holz sieht. In dem in der Zeitschrift „Advanced Materials“ erschienenen Review „Advanced Nanowood Materials for the […]
WeiterlesenSpotlight Januar 2021: Herausforderung Nanoplastik – Wie die Verbreitung von Nanopolystyrol in der Umwelt besser nachverfolgt werden kann.
Im Januar stellen wir ein Paper vor, das im Nature Journal communications materials veröffentlich wurde. Der Fokus des Artikels liegt auf der Entwicklung einer neuen Detektionsmethode von Nanopolystyrol. Die Methode ermöglicht es nicht nur erstmalig Nanoplastik in der Umwelt nachzuweisen, sondern auch deren Anreicherung in Pflanzen und Tieren zu bestimmen. Nanoplastik, welches zahlreichen kommerziellen Produkten […]
WeiterlesenSpotlight Februar 2022: Probabilistische Risikoanalyse – der Schlüssel für die Zukunft der Toxikologie
Die Grundlagen der Toxikologie werden immer wieder überdacht, das Vorgehen bei einer Risikobeurteilung daher ständig auf den Prüfstand gestellt, denn, so wird William Osler in dieser Publikation zitiert, “Medizin (Toxikologie) ist die Wissenschaft der Unsicherheit und die Kunst der Wahrscheinlichkeit“. In dieser aktuellen Arbeit hat das Team um Thomas Hartung (Johns-Hopkins University/Universität Konstanz) dargestellt, dass […]
Weiterlesen