Mikroplastik ist aus mehreren Gründen problematisch: Es ist winzig klein, kleiner als ein Mikrometer und hat sich auch bis in entfernte Regionen wie die Antarktis und die Tiefsee verbreitet. Mikroplastik ist sehr langlebig. Es zersetzt sich nicht, sondern wird mit der Zeit immer kleiner. Je kleiner Plastikpartikel sind, desto leichter können sie in Körperzellen eindringen. An ihre spezifische Oberfläche, die vergleichsweise groß ist, können sich Giftstoffe oder Schwermetalle binden und so in Organismen gelangen.
Mikroplastik ist vor allem in Wasser zu finden, aber auch in Lebewesen. Nach Schätzungen von Experten nimmt jeder Mensch mit der Nahrung wöchentlich bis zu fünf Gramm Mikroplastik zu sich. Das entspricht der Größe einer Kreditkarte.
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Wo kommt das Mikroplastik her?
Mikroplastik entsteht durch die langsame mechanische Zerkleinerung von Plastikmüll in der Umwelt. Aber es wird auch bewusst als billiger Füllstoff hergestellt und ist zum Beispiel in Duschgels und Cremes enthalten. Oder steckt als Kunstfaser in Kleidung. Laut einer Pressemitteilung der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) wurden bislang mehr als 8.3 Milliarden Tonnen Plastik hergestellt, von denen ein Großteil nicht recycelt wurde und auch nicht recycelt werden wird. Prognosen sagen bis zum Jahr 2050 ein akkumuliertes Plastikmüllvolumen in der Umwelt von 12 Milliarden Tonnen voraus.
💡 Mikroplastik und Nanoplastik
Wissenschaftler unterscheiden zwischen Mikroplastik und Nanoplastik. Mikroplastik ist 1 Millimeter bis 1 Mikrometer klein. Nanoplastik ist kleiner als 1 Mikrometer.
Mikroplastik entweicht aus Kläranlagen
Mikroplastik gelangt vor allem über Kläranlagen ins Wasser. Durch Filtration oder Oxidation können die Kleinstpartikel nicht entfernt werden. Erschwert wird das Problem der Reinigung dadurch, dass Mikroplastik in unterschiedlichen Größen vorkommt und aus verschiedenen Kunststoffen besteht, zum Beispiel aus Polyethylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid oder Teflon. Diese können unterschiedliche Formen haben, Partikel oder Fasern sein. Gesucht ist also ein Reinigungssystem, das mit diesen Unterschieden umgehen kann.
Mit Eisenoxid und Magnet gegen Mikroplastik
Ein Forscherteam der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) hat nun ein solches Reinigungssystem vorgestellt und damit eine Methode, wie Plastikpartikel verschiedener Sorten und Größen aus Wasser entfernt werden könnte. Für das Verfahren setzen die Wissenschaftler speziell beschichtete Eisenoxid-Nanopartikel ein, die SPIONs (SuperParamagnetic Iron Oxid Nanoparticles) genannt werden und einen Durchmesser von 30 Nanometer haben. Laut Aussagen der Forscher sind sie ungiftig. Diese Partikel wurden extra dafür entwickelt, dass sie an Plastikoberflächen anbinden. Die SPIONs verkleben mit den Plastikpartikeln zu größeren Gebilden, was sie zu einer Art smartem Rost werden lässt. Durch den Anteil an Eisenoxid können die Gebilde mit starken Magneten eingesammelt und aus Wasser entfernt werden.
Magnet gegen Mikroplastik - Wie die Methode eingesetzt werden könnte
Die Eisenoxid-Nanopartikel wurden dabei als Pulver oder Dispersion unter anderem in Flusswasser geschüttet. Allerdings im Labor und nicht in freier Wildbahn. Das sei auch nicht geplant, sagt Studienleiter Professor Marcus Halik. Denkbar wäre der Einsatz in einer Reinigungsanlage in Form eines 20 Fuß-Containers mit Dosier und Mischanlage, Magnetabscheider und Analytik, durch die Flusswasser geleitet wird. Laut Halik wäre es am sinnvollsten einen solchen Container "direkt an einer Kläranlage zu platzieren, weil über diesen Weg das meiste Nanoplastik (Mikroplastik) in die Flüsse gelangt." Für das Verfahren seien starke Permanentmagneten besser geeignet als Elektromagneten. Die Art des Magneten habe Einfluss auf die Reichweite im Wasser, so Halik.
Die Studie wurde am 18. April 2021 im Fachjournal Materials Today veröffentlicht.
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