Das Erdöl-Produkt Plastik wird nur sehr langsam zersetzt. Eine Plastiktüte braucht gemäss dem deutschen Naturschutzbund 10 bis 20 Jahre, ein Plastik-Strohhalm 200 Jahre und eine Plastikflasche 450 Jahre, bis sie in der Natur abgebaut sind. Dabei werden diese Gegenstände mit der Zeit zu immer kleineren Partikeln zerrieben, die als Mikroplastik (kleiner als 5 mm) oder Nanoplastik (kleiner als 1000 Nanometer, also kleiner als 0,001 mm) definiert sind.
Besonders Nanoplastikpartikel stellen eine potenzielle Gefahr für Lebewesen dar, da sie in den Organismus aufgenommen werden können. Sie reichern sich im Gewebe an und es gibt Hinweise darauf, dass sie zu chronischen Entzündungen führen können.
Für Pflanzen gibt es bisher nur wenige Untersuchungen dazu, ob sie Nanoplastik über die Wurzeln aufnehmen – und bislang keine Studien zu Waldbäumen. Frühere Untersuchungen an Zwiebeln deuten darauf hin, dass Nanoplastik die Wurzelzellen schädigt und so das Wurzelwachstum hemmen kann.
Abb. 1 - Plastik wird in der Natur nur sehr langsam abgebaut. Kleinste Teilchen mit weniger als 0,001 mm Durchmesser werden von Lebewesen in den Organismus aufgenommen und sind daher besonders problematisch. Foto: Dan Lewis on unsplash
Transport des Nanoplastik in der Pflanze
Unter Leitung von Arthur Gessler hat nun ein Team von der Eidgenössischen Forschungsanstalt WSL die Aufnahme von Nanoplastik in drei häufigen Waldbaumarten untersucht: der Birke, Fichte und Traubeneiche. Dazu haben die Wissenschaftler Nanopartikel aus Polystyrol von 28 Nanometern Grösse mit der schweren Kohlenstoffvariante 13C markiert. Diese setzten sie dem Wasser zu, das die untersten Wurzeln der Baumsetzlinge erhielten.
Abb. 2 - Umweltnaturwissenschaftlerin Maria Elvira Murazzi schneidet bei einer Birke die untersten Wurzeln, die sich für einige Tage in einer Nanoplastik-Lösung befunden hatten, für die Analyse im Labor ab. Foto: Paula Ballikaya (WSL)
Tatsächlich liess sich nach einem bis vier Tagen 13C im Pflanzengewebe nachweisen. Am meisten reicherte es sich in jenen Wurzeln an, die direkt im mit Nanoplastik versetzten Wasser standen. Aber auch in den höher gelegenen Wurzeln und die Blätter reicherten sich geringe Mengen Nanoplastik an. Bei der Birke, deren Wasserverbrauch hoch ist, hatten sich zudem signifikante Mengen Nanoplastik im Stamm abgelagert. Die Forscher spekulieren deshalb, dass der Transport über die Wasserleitungsbahnen der Pflanzen, das Xylem, stattfindet.
Wie bedenklich ist dies für die Umwelt? «Die aufgenommenen Mengen waren sehr gering», erklärt Gessler. «Aber wenn Bäume diesen Konzentrationen über Jahre ausgesetzt sind, ist auf jeden Fall mit einem deutlichem Transport zu und folglich Anreicherungen in den Blättern, dem Stamm und den Ästen zu rechnen.» Pflanzen bilden die Basis der Nahrungskette und so könnte Plastik über sie in Waldökosysteme gelangen.
Die Wissenschaftler machen nun weitere Experimente um festzustellen, ob das Nanoplastik die Photosynthese und hier spezifisch die photochemische Reaktion der Setzlinge stört und so die Energie- und Zuckerversorgung der Pflanzen beeinträchtigt. Als Lösung für das Plastikproblem sieht Gessler nur Verbote für Plastik-Einwegverpackungen, wo immer möglich, und möglichst vollständiges Recycling.
(TR)
