Nanoplastik in über 3.000 m Höhe nachweisbar

Nanoplastik entsteht vor allem durch den Abbau von Makro- und Mikroplastik in der Umwelt – durch abiotische und biotische Zersetzungsprozesse etwa durch Enzyme, Oxidation, Hydrolyse oder mechanischen Abrieb. Welchen Beitrag Makro- und Mikroplastik zur Umweltverschmutzung leisten, ist bereits recht gut erforscht. Deutlich weniger weiß man über die kleineren Nanoplastikpartikel, dabei bergen sie für den Menschen noch mehr Risiken: „Die winzigen Plastikteilchen sind gefährlich, weil sie im Unterschied zu Mikroplastik nicht gefiltert werden. Der Mensch atmet die Partikel ein, aufgrund ihrer geringen Größe durchdringen sie Membranen und können in den Blutkreislauf gelangen“, sagt Dr. Dušan Materic, Projektleiter und Chemiker am UFZ.

Dass die Nanopartikel aufgrund ihres geringen Gewichts durch die Atmosphäre über weite Strecken transportiert werden können, liegt auf der Hand. Doch noch fehlen globale Studien, die zeigen, wie sich ihr Vorkommen in weit von industriellen und dicht besiedelten Hotspots entfernten Regionen erklären lässt. Dušan Materic und sein Team gingen in ihrer Forschungsarbeit der Frage nach, in welchem Ausmaß beispielsweise Gletscher in den Alpen mit Nanopartikeln belastet sind und aus welchen Quellen sie kommen.

Zuerst mussten die Forschenden jedoch an das entsprechende Probenmaterial aus 3.000?m Höhe kommen. „Für Forschende ist es eigentlich kaum möglich und oft auch zu gefährlich, in diese Regionen zu gelangen. Es braucht nicht nur die Zeit für längere Exkursionen und besondere Ortskenntnisse, sondern vor allem körperliche Voraussetzungen, um schwer bepackt mit einem Rucksack mehrere Tage auf Gletschern unterwegs zu sein“, sagt die Erstautorin Leonie Jurkschat.

Die Forschenden kooperierten deswegen mit einem Team von Bergsteigerinnen und Bergsteigern. Entlang des historischen Alpenwegs High Level Route von Chamonix (Frankreich) nach Zermatt (Schweiz) sammelten sie abseits touristischer Wanderströme an 14 Standorten in Frankreich, Italien und der Schweiz Schnee und Eis von den Gletschern und schickten die Proben anschließend zur Analyse ans UFZ.

„Die Bergsteiger entnahmen das Eis aus der obersten Schicht des Gletschers, weil wir die Belastung durch Nanoplastik in den vergangenen Wochen analysieren wollten“, erläutert Dušan Materic. Damit das Alpinistenteam die Proben nicht unbeabsichtigt verunreinigte, schulten die UFZ-Forschenden es zuvor umfangreich in Online-Workshops. So sollten die Sportlerinnen und Sportler beispielsweise neue Kleidung und neue Seile nutzen, der Probenehmer sollte stets der erste in der Seilschaft sein und die Probenahme sollte möglichst schnell erfolgen, um Kontaminationen zu verhindern.

Die UFZ-Forschenden fanden in den Gletscherproben vor allem Reifenabrieb sowie die Kunststoffe Polyethylen und Polystyrol, deutlich seltener dagegen Polyethylenterephthalat (PET). Insgesamt konnten sie nur an fünf von 14 Standorten Nanoplastik nachweisen. „Das zeigt, dass nicht alle Bereiche eines Gletschers verschmutzt werden. Dort wo der Wind besonders stark ist, werden die Nanopartikel weggeblasen und lagern sich an windgeschützteren Bereichen des Gletschers wieder an“, erklärt Dušan Materic die Unterschiede. Die Nanoplastik-Konzentrationen an den fünf Standorten lagen zwischen 2 und 80 Nanogramm pro Milliliter Schmelzwasser.

Das Forschungsteam konnte mithilfe eines Partikelausbreitungsmodells feststellen, dass die Nanokunststoffe höchstwahrscheinlich aus westlicher Himmelsrichtung zu den alpinen Gletschern transportiert werden und sich dort ablagern. An den Standorten, wo Nanoplastik gefunden wurde, kommen zum Teil mehr als 50?% der Partikel vom Atlantik. Landseitig haben mit mehr als 10?% die meisten Teilchen in Frankreich ihren Ursprung, danach folgen Spanien und die Schweiz.