Forscher der University of Auckland haben berechnet, dass jährlich 74 Tonnen Mikroplastik aus der Atmosphäre auf die Stadt fallen, was mehr als 3 Millionen Plastikflaschen entspricht, die vom Himmel fallen.
Die Studie, erschienen in Umweltwissenschaft und -technologie, wies darauf hin, dass eine große Anzahl von Mikroplastik in der Luft von Auckland extrem klein ist, was Bedenken hinsichtlich der Möglichkeit aufkommen lässt, dass Partikel eingeatmet werden und sich im menschlichen Körper ansammeln. Forscher auf der ganzen Welt haben wahrscheinlich dramatisch zu wenig luftgetragenes Mikroplastik gezählt, sagt Hauptautor Dr. Joel Rindelaub von der School of Chemical Sciences at Waipapa Taumata Rau, University of Auckland.
Die in der Luft von Auckland gefundenen Werte waren um ein Vielfaches höher als in den letzten Jahren in London, Hamburg und Paris gemessen, weil Wissenschaftler in der neuen Studie ausgeklügelte chemische Methoden verwendeten, um Partikel von nur 0,01 Millimeter zu finden und zu analysieren.
Die mittlere (durchschnittliche) Anzahl von luftgetragenem Mikroplastik, die an einem Tag auf einem Quadratmeter nachgewiesen wurde, betrug 4.885. Dem stehen 771 in London (berichtet in einer 2020 veröffentlichten Studie), 275 in Hamburg (2019) und 110 in Paris (2016) gegenüber. „Zukünftige Arbeiten müssen genau quantifizieren, wie viel Plastik wir einatmen“, sagt Dr. Rindelaub. „Es wird immer deutlicher, dass dies ein wichtiger Expositionsweg ist.“
Die Studie berechnet erstmals die Gesamtmasse von Mikroplastik in der Luft einer Stadt. Wellen, die im Hauraki-Golf brechen, könnten eine Schlüsselrolle bei Aucklands Problem spielen, indem sie wassergetragenes Mikroplastik in die Luft übertragen.
Dieser Effekt schien am Werk zu sein, als Rindelaub und seine Kollegen, einschließlich Ph.D. Die Studentin Wenxia Fan und Professor Jennifer Salmond verzeichneten erhöhte Zahlen, nachdem die Winde aus dem Golf an Geschwindigkeit zunahmen, was wahrscheinlich zu größeren Wellen und mehr Übertragung führte.
„Die Produktion von luftgetragenem Mikroplastik aus brechenden Wellen könnte ein Schlüsselelement des weltweiten Transports von Mikroplastik sein“, sagt Rindelaub. „Und es könnte helfen zu erklären, wie Mikroplastik in die Atmosphäre gelangt und an abgelegene Orte wie hier in Neuseeland getragen wird.“
Die Partikelgröße änderte sich mit der Windrichtung. Als der Wind über das Stadtzentrum von Auckland wehte, war das Mikroplastik in Windrichtung größer, was darauf hinweist, dass das Plastik weniger umweltbedingt gealtert war und aus einer näheren Quelle stammte. Polyethylen (PE) war die wichtigste nachgewiesene Substanz, gefolgt von Polycarbonat (PC) und Polyethylenterephthalat (PET). Polyethylen und PET sind Verpackungsmaterialien, während PC in elektrischen und elektronischen Anwendungen verwendet wird. Alle drei werden auch in der Bauindustrie eingesetzt.
In der Forschung wurde Mikroplastik, das aus der Luft fiel, von einem Trichter und einem Glas in einer Holzkiste auf einem Dach auf dem Campus der Universität in der Innenstadt aufgefangen. Der gleiche Aufbau war in einem Wohngarten in Remuera. Fast alle Mikroplastiken waren zu klein, um mit bloßem Auge gesehen zu werden. Wissenschaftler identifizierten die kleinsten Partikel, indem sie einen farbigen Farbstoff auftrugen, der unter bestimmten Bedingungen Licht aussendete. Eine Wärmebehandlung wurde verwendet, um die Masse zu analysieren.
„Je kleiner die Größenbereiche waren, die wir untersucht haben, desto mehr Mikroplastik haben wir gesehen“, sagt Rindelaub. „Das ist bemerkenswert, weil die kleinsten Größen die toxikologisch relevantesten sind.“
Nanokunststoffe, die kleinsten Partikel, können möglicherweise in Zellen eindringen, die Blut-Hirn-Schranke überwinden und sich in Organen wie Hoden, Leber und Gehirn anreichern, heißt es in der Studie.
„Mikroplastik wurde auch in der menschlichen Lunge und im Lungengewebe von Krebspatienten nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass das Einatmen von atmosphärischem Mikroplastik ein Expositionsrisiko für den Menschen darstellt“, heißt es in dem Papier. Die Kunststoffe wurden auch in der Plazenta nachgewiesen. Das von Professor Kim Dirks, Dr. Patricia Cabedo Sanz und Associate Professor Gordon Miskelly gemeinsam verfasste Papier forderte eine Standardisierung der Berichtsmetriken, damit Studien zu luftgetragenem Mikroplastik besser verglichen werden könnten.
In der Einleitung des Papiers heißt es: „In den letzten 70 Jahren wurden weltweit 8,3 Milliarden Tonnen Kunststoff produziert. Nur neun Prozent wurden recycelt, der Rest entweder verbrannt oder in die Umwelt freigesetzt.“
Fasern, die beim Waschen synthetischer Kleidung verteilt werden, Fragmente, die von Autoreifen abgeworfen und vom Regen ins Meer gespült werden, und Flaschen, die Flüsse hinunterschwimmen, sind nur einige der Arten, wie Plastik der Umwelt zugefügt wird. Durch Verwitterung und Alterung zerfällt Kunststoff in immer kleinere Partikel.
Das Experiment wurde über neun Wochen im September, Oktober und November 2020 durchgeführt.
Mehr Informationen:
Wenxia Fan et al, Evidence and Mass Quantification of Atmospheric Microplastics in a Coastal New Zealand City, Umweltwissenschaft und -technologie (2022). DOI: 10.1021/acs.est.2c05850