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Oct 05, 2023

Buchauszug: Die unbekannten Risiken von Mikroplastik in der Raumluft

Visuell: Amy Bader/Getty Images Schauen Sie sich um. Wenn Sie mit Bus oder Bahn unterwegs sind,

Visuell: Amy Bader/Getty Images

Sieh dich um. Wenn Sie in einem Bus oder Zug sitzen, sitzen Sie wahrscheinlich auf einem Plastiksitz, umgeben von Menschen in synthetischer Kleidung, die bei ihrer Bewegung alle Partikel abgeben. Wenn Sie auf der Couch oder im Bett liegen, werden Sie von Mikrofasern umarmt. Der Teppich unter Ihnen besteht wahrscheinlich aus Kunststoff, ebenso wie die Beschichtung eines Hartholzbodens. Vorhänge, Jalousien, Fernseher, Untersetzer, Bilderrahmen, Kabel, Tassen – alles ist entweder vollständig aus Kunststoff oder mit Kunststoff überzogen.

Während die Übernahme der Verpackung für Plastiktüten und -flaschen eine offensichtliche Revolution darstellte, war die Unterwanderung aller anderen Bereiche unseres Lebens durch das Material ein stiller Coup. Während Wissenschaftler die komplexe Dynamik von Mikroplastik in der Atmosphäre entschlüsseln, haben andere ihre Aufmerksamkeit darauf gerichtet, wie die allgegenwärtigen Kunststoffprodukte um uns herum unsere Raumluft verfälschen.

Der begleitende Artikel ist ein Auszug und eine Adaption von „A Poison Like No Other: How Microplastics Corrupted Our Planet and Our Bodies“ von Matt Simon (Island Press, 252 Seiten).

Im Jahr 2015 untersuchten Forscher die Wohnzimmer von zwei Wohnungen in der Nähe von Paris, in denen jeweils zwei Erwachsene und ein Kind lebten, sowie ein Universitätsbüro, in dem drei Personen arbeiteten. Sie nahmen nur Luftproben, wenn sich Menschen in den Räumen aufhielten, und zwar sowohl in einer Höhe von etwa 1,20 m, um zu erfassen, was die Probanden atmeten, als auch in einem halben Zoll über dem Boden, um die Staubablagerungsrate zu bestimmen. Außerdem entnahmen die Forscher Proben aus Staubsaugerbeuteln, die die Bewohner der beiden Wohnungen verwendet hatten.

In den Wohnungen zählten sie etwa eine halbe Faser, die in einem Kubikfuß Luft schwebte; Im Büro war es etwas unter zwei. Basierend auf der Anzahl der Partikel, die sie in Bodennähe auffingen, errechneten die Forscher, dass sich jeden Tag bis zu tausend Fasern pro Quadratfuß ablagern, was mit der Anzahl der Fasern übereinstimmt, die sie in den Vakuumbeuteln fanden.

Insgesamt bestanden zwei Drittel der ermittelten Fasern aus natürlichen Materialien wie Baumwolle und Wolle, während das restliche Drittel aus Kunststoff bestand. Besonders hervorzuheben waren Polypropylenfasern, und einer der Bewohner machte die Forscher tatsächlich darauf aufmerksam, dass sie einen Raum beprobt hatten, der mit einem großen Polypropylenteppich geschmückt war.

Als ein anderes Team an die Westküste zog, testete es die Innen- und Außenluft auf dem Campus der California State University auf den Kanalinseln. Sie fanden eine ähnliche Konzentration von Mikrofasern in der Luft in Innenräumen und stellten fest, dass auch Mikroplastikfragmente in die Luft gelangt waren. Je mehr Fußgängerverkehr in der Gegend herrschte, desto höher war die Mikrofaserzahl.

„Fasern aus der synthetischen Kleidung von Studenten und Mitarbeitern, die durchgehen, könnten leicht zur Mikrofaserbeladung der Innenluft beitragen“, schreiben die Forscher in einem Artikel. Sie sammelten in Innenräumen mehr als sechsmal so viele Mikrofasern wie im Freien: Bei geringer Luftzirkulation im Inneren schweben die Partikel in der Luft und warten darauf, eingeatmet zu werden, wohingegen bei reichlicher Luftzirkulation im Freien die Partikel verdünnt werden.

Wir sind also alle wie Pig-Pen aus den Peanuts-Comics, der mit einer ständigen Aura aus Staub herumwirbelt, nur dass wir überall, wo wir hingehen, unsere Mikrofasern ablegen. Wenn Sie einen synthetischen Stoff abreiben – wenn Sie ihn anziehen, darin herumlaufen oder auf der Couch sitzen –, „fibrillieren“ seine Fasern, was bedeutet, dass die Fasern nicht immer sauber in zwei Teile brechen, sondern auch Klone von sich selbst, sogenannte Fibrillen, abwerfen. Unter dem Mikroskop sieht die Faser aus wie eine riesige Mutter, umgeben von winzigen, zusammengerollten Nachkommen. Ein Experiment ergab, dass beim Abreiben einer Unze Vlies 60.000 Mikrofasern, aber auch 170.000 Fibrillen entstanden, die deutlich kürzer und dünner waren als ihre Eltern und daher eher dazu neigten, in der Luft um uns herum zu schweben, à la Pig-Pen.

Um es klarzustellen: Dies wurde mit einer Standardprüfmaschine durchgeführt, die die Textilindustrie für neue Materialien verwendet, und nicht mit Menschen, die durch einen Raum gehen. Um dies direkt zu testen, rekrutierte eine andere Gruppe von Wissenschaftlern vier Freiwillige, die sich in vier verschiedenen Arten synthetischer Kleidungsstücke durch einen Raum bewegen sollten. Nachdem sie die Mikrofasern aus Petrischalen gezählt hatten, die im Raum zurückgeblieben waren, kamen sie zu einer verblüffenden Zahl: Jedes Jahr könnte man durch bloße Bewegung eine Milliarde Polyester-Mikrofasern in die Luft abgeben, was erklären würde, warum sich in all diesen Studien so viel Mikroplastik ablagert Böden. Dies basiert jedoch auf diesen vier spezifischen Kleidungsstücken, sodass Ihre Ergebnisse variieren können – wenn Sie viel billige, schnelle Mode tragen, verlieren Sie möglicherweise mehr.

Eine weitere Studie aus dem Jahr 2020 bestätigte die Ergebnisse dieser Innenraumluftuntersuchungen, und zwar über längere Zeiträume. In Shanghai beprobten Forscher einen Schlafsaal, ein Büro und einen Korridor eines Hörsaalgebäudes. Im Wohnheim zählten sie täglich bis zu etwa 7.000 Partikel pro Quadratmeter Boden, 1.200 im Büro und 1.600 im Flur. Wie die Pariser Studie stellten sie fest, dass etwa ein Drittel der Partikel aus Kunststoff bestand, während der Rest aus Naturfasern wie Baumwolle bestand. Aber da diese Forscher drei Monate lang ununterbrochen Proben nahmen, konnten sie aufzeichnen, wie sich die Ablagerungsraten von Tag zu Tag veränderten: Die Partikelzahlen verdreifachten sich an Wochenenden im Wohnheim und verdoppelten sich an Wochentagen im Büro, während die Zählungen im Flur über die Zeit relativ stabil blieben .

Jedes Kunststoffprodukt, mit dem Sie interagieren, sei es ein Mülleimer, eine Kaffeemaschine oder eine Lampe, wirft mit zunehmendem Alter kleine Teile von sich ab.

Das passt zu den Verhaltensmustern von Schülern, die am Wochenende mehr Zeit zu Hause, aber unter der Woche mehr Zeit in Klassenzimmern und Büros verbringen. Die Forscher experimentierten auch mit der Klimaanlage im Wohnheim und stellten fest, dass sich bei eingeschalteter Klimaanlage bei jeder Geschwindigkeit die Anzahl der abgelagerten Mikrofasern deutlich erhöhte, da ein kräftiger Luftstrom Partikel aufnahm, die sich auf Möbeln abgesetzt hatten. Klimageräte selbst fangen zusätzliches Mikroplastik ein und geben es wieder frei: Sie fangen zwar Partikel ein, wenn die Luft durch ihre Filter strömt, aber diese Filter bestehen auch aus Kunststoff, der Fasern abgibt, die dann in der kalten Luft durch den Raum geblasen werden.

Der Fluss menschlicher Körper durch einen Raum oder Flur erzeugt noch mehr Luftstrom und wirbelt Mikrofasern auf, die sich auf dem Boden und anderen Oberflächen abgelagert haben. Das ist wahrscheinlich der Grund, warum die Luft in belebten Räumen regelmäßig auf mehr Mikroplastik getestet wird, sagt der Umweltwissenschaftler und Chemiker Rachid Dris von der Universität Paris-Ost-Créteil, der die Pariser Studie durchgeführt hat. „Wir bemerken immer, dass wir dort, wo mehr Leute kommen und gehen, eine höhere Konzentration haben als dort, wo es nicht viel Bewegung gibt. Und das liegt wahrscheinlich an diesem Resuspensionseffekt.“

Wissenschaftler finden nicht nur jede Menge textile Mikrofasern im Staub von Innenräumen – Polymere wie Polypropylen, Polyester und Polyamid aus Kleidung, Teppichen und Sofas –, sondern auch Polyvinyl-Mikroplastik (PVC ist Polyvinylchlorid).

Neda Sharifi Soltani, Umweltwissenschaftlerin an der Macquarie University in Sydney, leitete 2021 eine Studie zur Raumluft in australischen Haushalten, bei der sie ungefähr ähnliche Mikroplastik-Ablagerungsraten feststellte wie Dris in Paris. Aber in Haushalten ohne Teppichboden stellte sie fest, dass Polyvinyl, ein Polymer, das in Linoleum- und Holzbodenbelägen verwendet wird, die dominierende Kunststoff-Mikrofaser war. Tatsächlich war Polyvinyl in Häusern mit Teppichboden doppelt so häufig anzutreffen.

„Wenn ich mir die Proben unter dem Mikroskop ansehe, ist es wirklich sehr überraschend – viele Fasern, denen wir jeden Tag ausgesetzt sind“, sagt Soltani. (Das regelmäßige Staubsaugen wird also einen großen Beitrag zur Reduzierung von Mikroplastik in Ihrem Zuhause leisten, unabhängig davon, ob Sie Teppiche haben oder nicht. Seien Sie nur beim Entsorgen des Staubs vorsichtig, damit Sie die Partikel nicht erneut in die Luft schleudern. Das Fegen wird weniger Zeit in Anspruch nehmen wirksam, da durch diese mechanische Wirkung ein Teil des Mikroplastiks resuspendiert wird.)

Wie viele dieser Partikel atmen wir dann ein? Wir haben ständig Zahlen über Mikroplastik, das in der Luft herumwirbelt und sich als Staub auf dem Boden ansammelt. Wir wissen, wie viel Luft ein durchschnittlicher Mensch jedes Jahr einatmet, und wir wissen, dass Menschen in Ländern mit hohem Einkommen etwa 90 Prozent ihrer Zeit in Innenräumen verbringen, wo die Mikroplastikverschmutzung weitaus schlimmer ist als im Freien. Natürlich gibt es auch eine Menge erschwerender Faktoren, etwa wie viele Mikrofaserquellen es in einem Raum gibt, wie groß der Raum ist und wie der Luftstrom ist.

Aber wir haben genug Daten, um es auf den Punkt zu bringen: Nach Soltanis Schätzung inhalieren wir 13.000 Mikrofasern pro Jahr. Schätzungen anderer Wissenschaftler haben diese Zahl vervierfacht. In einem anderen, eher skurrilen Experiment wurde eine Schaufensterpuppe verwendet, die mit einer mechanischen Lunge verbunden war, um zu berechnen, dass ein erwachsener Mann bis zu 272 Partikel pro Tag oder 100.000 pro Jahr einatmen könnte.

Aber im Jahr 2021 behauptete Fay Couceiro eine viel, viel höhere Schätzung. Sie besuchte ein Haus und sammelte in der Luft befindliches Mikroplastik mit einer Pumpe (ohne Schaufensterpuppe), die der menschlichen Inhalation ähnelte, und nutzte dann Mikro-Raman-Spektroskopie – eine besonders empfindliche Version der Mikroplastik-Zähltechnik –, um Partikel zwischen 1 Mikrometer und 10 Mikrometern zu erkennen eines einzelnen Bakteriums. Ihre Bilanz: Wir atmen täglich bis zu 7.000 Mikroplastik ein, also 2,5 Millionen pro Jahr.

Der durchschnittliche Mensch atmet etwa 20.000 Mal am Tag, was bedeuten würde, dass man mit jedem dritten Atemzug Mikroplastik einatmet. Couceiro führte dieses Experiment in einem geschäftigen Zuhause mit zwei Kindern durch, sodass Partikel – insbesondere in der von ihr gesuchten winzigen Größe – reichlich Gelegenheit hatten, in der Luft zu resuspendieren. „Ich habe selbst Kinder – ich habe gesehen, was meine Kinder tun“, sagt Couceiro. „Sie springen auf dem Bett auf und ab und schlagen sich gegenseitig mit Kissen. Man kann viele Partikel in der Luft sehen, wenn man den Raum betritt. Und das wollte ich zeigen, wenn man in so einer Situation steckt.“ Umgebung würden Sie viel mehr einatmen, als wir vielleicht dachten.

Physiologisch gesehen atmen Kinder jedoch wahrscheinlich weniger Mikroplastik ein als Erwachsene, weil sie kleiner sind. Aber aus verhaltenstechnischer Sicht atmen sie möglicherweise mehr ein: Kinder sind mit den oben genannten Spielereien beschäftigt, und Kleinkinder verbringen viel Zeit damit, auf dem Boden zu krabbeln, wo sich Mikrofasern ansammeln – jeden Tag Tausende von Partikeln pro Quadratfuß.

Auch Kleinkinder nagen an Plastikspielzeug und können so auch Partikel aufnehmen. Krabbelnde Kinder sowie umherschlurfende Erwachsene und Haustiere wirbeln Partikel auf und suspendieren sie, damit jeder im Raum atmen kann.

Und hier gilt der übliche Vorbehalt: Selbst mit der Mikro-Raman-Spektroskopie können Forscher Partikel nur bis zu einer bestimmten Größe quantifizieren, sodass die kleinsten Partikel der Entdeckung entgehen. Die tatsächliche Anzahl von Plastikpartikeln in der Raumluft und im Staub ist wahrscheinlich viel höher – denken Sie an die Millionen von Nanoplastik, die Ihnen auf den Kopf fallen, wenn Sie draußen in den Alpen stehen. Da es jedoch schwierig und teuer ist, Nanoplastik zu testen, bleibt dies eine Annahme. „Aber es ist sehr vernünftig“, sagt Dris.

Wenn Sie also nicht in einer Fabrik arbeiten, die synthetische Textilien herstellt, ist der Raum, in dem Sie gerade sitzen, möglicherweise der am stärksten verschmutzte Ort, an dem Sie sich aufhalten. (Das Tragen von Gesichtsmasken während der Covid-19-Pandemie hatte hier widersprüchliche Auswirkungen. Das synthetische Material hält sowohl das Virus als auch das in der Raumluft herumwirbelnde Mikroplastik fern, gibt aber auch Fasern ab, die wir einatmen können. Verstehen Sie mich nicht falsch – das ist weit hergeholt Das wäre ein besseres Ergebnis, als auf Masken zu verzichten und sich mit Covid zu infizieren. Aber Einwegmasken sind mittlerweile überall in der Umwelt zu finden: Ein von OceansAsia, einer Meeresschutzorganisation, veröffentlichter Bericht schätzt, dass allein im Jahr 2020 1,5 Milliarden Masken in die Ozeane gelangt sein könnten, und eine weitere Studie fanden heraus, dass eine dieser Masken bei ihrer Zersetzung 1,5 Millionen Mikroplastik freisetzt.)

Alles kommt von den Handtüchern, mit denen wir uns die Hände abwischen, von der Kleidung, die wir tragen, von den Sofas, auf die wir uns fallen lassen, und von den Teppichen, auf die wir treten – schauen Sie sich einfach das Sonnenlicht an, das durch ein Fenster einfällt, und Sie können beobachten, wie in der Luft schwebende Mikrofasern im Lichtstrahl tanzen . (Ich finde sie auch – während ich diesen Satz schreibe – an den Gläsern meiner Brille haften.) Jedes Plastikprodukt, mit dem Sie interagieren, sei es ein Mülleimer, eine Kaffeemaschine oder eine Lampe, wirft mit zunehmendem Alter kleine Teile von sich ab. Wenn man an lackierten Möbeln reibt, löst sich Mikroplastik. Beim Aufschneiden einer Einweg-Plastiktüte entstehen beim Scheren des Materials Partikel, und beim Aufreißen einer solchen Tüte wird zusätzliche Energie hinzugefügt, um Mikroplastik in die Luft zu schleudern.

Das Gleiche gilt für das Aufbrechen des Siegels eines Plastikflaschenverschlusses. Wenn Sie Ihren Wäschetrockner laufen lassen, lösen sich Mikrofasern und sammeln sich im Flusensieb an. Wenn Sie den Filter reinigen, um zu verhindern, dass Ihr Haus abbrennt, bleibt konzentriertes Mikroplastik zurück, das in die Luft Ihrer Waschküche fliegt.

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Und auch in die Umwelt. In einem cleveren Experiment trockneten Wissenschaftler nach frischem Schneefall rosa Polyester-Fleecedecken in zwei Häusern und konnten so den Bereich um die Trockneröffnung problemlos nach Fasern derselben Farbe absuchen. Sie entnahmen jede Probe von einem Quadratfuß Schnee in unterschiedlichen Abständen von bis zu 30 Fuß, sowohl seitlich als auch direkt hinter den Häusern, insgesamt 14 Parzellen in jedem Hof. Sie fanden durchschnittlich 400 Fasern pro Parzelle in einem Garten und 1.200 im anderen. Die meisten Fasern sammelten sich in der Nähe der Entlüftungsöffnungen, aber die Forscher stellten fest, dass viele bis zu einer Tiefe von 30 Fuß vordrangen.

Und sie führten keine Probenahmen auf Nanoplastik durch, das leichter durch den Flusenfilter schlüpfen und in die Luft gelangen würde. In einer separaten Studie, in der Polyesterkleidung getestet wurde, wurde geschätzt, dass Ihr Trockner jedes Jahr 120 Millionen Mikroplastik in die Außenluft abgeben könnte. Und denken Sie daran, dass die Luft, die aus der Trockneröffnung austritt, heiß ist, also aufsteigt und die Partikel in die Atmosphäre befördert.

Wir haben also noch eine weitere Quelle, aus der Mikrofasern in die Umwelt gelangen: Hohe Hitze und Reibung im Trockner, die dazu führen, dass die Kunststoffe in unserer Kleidung brutal zerstört werden. Und je mehr Menschen auf der ganzen Welt in die Mittelschicht aufsteigen, desto mehr Waschmaschinen und Trockner verlassen die Produktion. Das heißt nicht, dass das Trocknen auf der Leine besser oder schlechter ist als die Verwendung einer Maschine – nur hat noch niemand die freigesetzten Mikrofasern quantifiziert. Eine Wäscheleine hat keinen Filter, während der Flusenfilter eines Trockners die Mikrofasern nur mittelmäßig festhält, um sie von der Außenluft fernzuhalten, obwohl offensichtlich viele durchschlüpfen. Und wenn Sie die angesammelten Flusen entfernen und in den Müll werfen, ist das keine Garantie dafür, dass die Fasern nicht irgendwann im Abfallentsorgungsprozess in die Luft gelangen.

Um alles zusammenzufassen: Wie viel Mikroplastik nehmen wir pro Jahr insgesamt durch Essen, Trinken und Atmen auf? Jeder Mensch ist anders und es gibt keine Möglichkeit, genau zu wissen, wie viele Partikel in Ihren Körper gelangen. Aber laut einer Studie aus dem Jahr 2021, in der alle Arten von Daten über die bekannte Exposition des Menschen gegenüber Mikroplastik zusammengefasst wurden, liegt die durchschnittliche Aufnahme von Mikroplastik bei einem Kind bei 553 Partikeln pro Tag oder 202.000 pro Jahr. Bei Erwachsenen sind es 883 pro Tag oder 322.000 pro Jahr.

Aufgrund fehlender Daten zu so vielen Produkten konnten sie nur ein Fünftel des Lebensmittelverbrauchs ausmachen. Und wieder einmal haben wir hier eine Diskrepanz, denn Stuhlproben deuten darauf hin, dass wir bis zu 1,5 Millionen Partikel pro Jahr ausscheiden, und wenn Fay Couceiro recht hat, atmen wir möglicherweise noch weitere Millionen ein.

Wie hoch die Zahl am Ende auch sein mag, sie wird groß sein, und sie wird von Tag zu Tag größer, da die Produktion von Kunststoffen zunimmt. Wissenschaftler warten nicht auf eine endgültige Antwort – sie versuchen jetzt zu verstehen, welche Auswirkungen Mikroplastik auf unseren Körper hat.

Matt Simon ist Wissenschaftsjournalist beim Wired-Magazin, wo er über Umwelt, Biologie und Robotik berichtet. Er ist Autor zweier früherer Bücher: „Plight of the Living Dead: What Real-Life Zombies Reveal About Our World – and Ourselves“ und „The Wasp That Brainwashed the Caterpillar: Evolution's Most Unbelievable Solutions to Life's Biggest Problems“. Er genießt lange Spaziergänge am Strand und versucht, nicht an all das Mikroplastik dort zu denken.