Mikro- und Nano-Plastikpartikel in Erde und Wasser können die Aufnahme giftiger Chemikalien durch Pflanzen und menschliche Darmzellen deutlich erhöhen. Dies geht aus zwei neuen Studien von Rutgers Health hervor, die neue Bedenken hinsichtlich der Lebensmittelsicherheit aufgrund der Plastikverschmutzung aufkommen lassen.
Die erste Studie in NanoImpact ergab, dass Salat, der sowohl nanoskaligen Plastikpartikeln als auch üblichen Umweltschadstoffen wie Arsen ausgesetzt war, wesentlich mehr der giftigen Substanzen aufnahm als Pflanzen, die den Schadstoffen ausgesetzt waren, was allein schon das Risiko einer Polykontamination unserer Nahrungskette bestätigte. Eine Begleitstudie in der Zeitschrift Microplastics zeigte ähnliche Auswirkungen im menschlichen Darmgewebe.
Die Kombination beider Studien legt nahe, dass Mikro- und Nanoplastik – Nebenprodukte der mit der Zeit erfolgenden Zersetzung von Plastik in der Umwelt – einen gefährlichen Kontaminationskreislauf auslösen könnten: Pflanzen nehmen mehr Giftstoffe auf, die wir dann möglicherweise essen, und unser Körper nimmt eher sowohl diese Giftstoffe als auch das Plastik selbst auf. Dies erhöht insbesondere bei anfälligen Bevölkerungsgruppen das Krankheitsrisiko.
„Wir haben bereits rund 7 Milliarden Tonnen Kunststoffe in die Umwelt gebracht, die immer wieder auseinanderfallen“, sagte Philip Demokritou, Direktor des Nanoscience and Advanced Materials Center am Environmental Occupational HealthSciences Institute der Rutgers University und leitender Autor beider Studien. „Sie verschmutzen alles um uns herum – das Wasser, das wir trinken, die Nahrung, die wir essen, die Luft, die wir atmen.“
Mithilfe eines Zellmodells des menschlichen Dünndarms, gekoppelt mit einem im Labor hergestellten Magen-Darm-Apparat, der das Verdauungssystem simuliert, stellten die Forscher fest, dass nanogroße Plastikpartikel die Aufnahme von Arsen um fast das Sechsfache erhöhten, verglichen mit einer alleinigen Arsenexposition. Derselbe Effekt wurde bei Boscalid beobachtet, einem häufig verwendeten Pestizid, sagten die Forscher von Rutgers, der Connecticut Agriculture Experiment Station (CAES) und dem New Jersey Institute of Technology (NJIT).
Und dieser Zusammenhang funktionierte auch in beide Richtungen: Das Vorhandensein dieser Umweltschadstoffe erhöhte auch die Menge an Plastik, die vom Darmgewebe absorbiert wurde, erheblich. In Gegenwart von Giftstoffen verdoppelte sich die Plastikaufnahme ungefähr.
„Wir wissen, dass nanoskalige Materialien biologische Barrieren überwinden können“, sagte Demokritou, Inhaber des Henry Rutgers Chair und Professor für Nanowissenschaften und Umweltbiotechnik an der Rutgers School of Public Health und der Rutgers School of Engineering. „Je kleiner die Partikel sind, desto besser können sie die biologischen Barrieren in unserem Körper überwinden, die uns schützen.“
Für die andere Studie setzten die Forscher Salatpflanzen zwei Größen von Polystyrolpartikeln – 20 Nanometer und 1.000 Nanometer – sowie Arsen und Boscalid aus. Sie fanden heraus, dass die kleineren Partikel die größte Wirkung hatten und die Arsenaufnahme in essbare Pflanzengewebe im Vergleich zu Pflanzen, die nur Arsen ausgesetzt waren, um fast das Dreifache erhöhten.
Die Auswirkungen traten sowohl in Hydrokultursystemen als auch unter realistischeren Bodenbedingungen auf. Mithilfe moderner Bildgebungs- und Analysetechniken zeigten die Forscher, dass sich die Kunststoffpartikel selbst auch im Pflanzengewebe ansammelten, wobei die kleineren Partikel eher von den Wurzeln in die Triebe gelangten.
Mikro- und Nanoplastik entsteht durch den langsamen Zerfall größerer Plastikteile in der Umwelt.
„Selbst wenn wir heute aufhören würden, Kunststoffe zu produzieren oder zu verwenden, hätten wir leider immer noch jede Menge Kunststoffmüll da draußen“, sagte Demokritou.
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2452074825000011
