Belastung durch Mikroplastik: Weizenpflanzen nehmen Nanoplastik über die Wurzeln auf

In allen Lebensbereichen nimmt die Belastung mit Mikro- und Nanoplastik zu. Nun haben Forscher Kunststoffpartikel in Getreide nachgewiesen. Bisher wurden nur die Wurzeln untersucht – ob auch die Getreidekörner Plastik enthalten, muss erst noch geklärt werden.

Wissenschaftler haben Nanoplastikpartikel in den Wurzeln von Winterweizen nachgewiesen. Bild: Bruno/Pixabay

Auch Getreidepflanzen nehmen winzige Plastikpartikel auf, das konnten Forschende der Technischen Universität Graz und des Zentrums für Elektronenmikroskopie erstmals eindeutig belegen. Mit einer neuen Methode konnten sie Nanoplastik in den Wurzeln von Winterweizen eindeutig nachweisen. Ob die Partikel auch in essbare Pflanzenteile wie die Körner gelangen, wird derzeit weiter untersucht.

Als Nanoplastik werden winzige Kunststoffpartikel im Nanometerbereich bezeichnet. Die nächstgrößere Erscheinungsform ist Mikroplastik mit Größen im Mikro- und Millimeterbereich. Es wird von einem Risiko für die öffentliche Gesundheit ausgegangen.

Mikro- und Nanoplastik in landwirtschaftlich genutzten Böden gelten seit Jahren als zunehmendes Umweltproblem. Rückstände aus Reifenabrieb, Verpackungsmaterial oder Klärschlamm können sich im Erdreich ansammeln und so in den Nährstoffkreislauf gelangen. Bisher war es jedoch schwierig, zweifelsfrei nachzuweisen, ob Pflanzen die winzigen Partikel tatsächlich aufnehmen – vor allem, weil sie sich unter dem Mikroskop kaum von natürlichen Bestandteilen unterscheiden lassen.

Weizenpflanzen mit Mikro- und Nanoplastik in einer Anzuchtschale. Bildquelle: FELMI-ZFE

Ein Team um den Materialforscher Johannes Rattenberger von der TU Graz hat nun eine Technik entwickelt, die diesen Nachweis möglich macht. „Durch die Goldmarkierung sind die Plastikpartikel unter einem Elektronenmikroskop eindeutig identifizierbar“, erklärt Rattenberger. Für das Verfahren werden Nanoplastikpartikel mit einer hauchdünnen Goldschicht versehen, die sie unter dem Elektronenmikroskop sichtbar macht, ohne ihre chemischen Eigenschaften zu verändern. So kann genau verfolgt werden, wie viele Partikel von den Pflanzen aufgenommen und wohin sie transportiert werden.

In ersten Laborversuchen ließen die Wissenschaftler Winterweizen in Böden wachsen, denen sie goldmarkierte Plastikpartikel zugesetzt hatten. Nach einigen Wochen fanden sie Spuren der Partikel in den Wurzeln der jungen Pflanzen.

Unsere bisherigen Auswertungen legen nahe, dass landwirtschaftliche Nutzpflanzen grundsätzlich Nanoplastik aufnehmen.

Wie stark diese Aufnahme ausfällt, ob sich Nanoplastik in bestimmten Pflanzenteilen besonders anreichert und welche Unterschiede zwischen Arten bestehen, soll nun in weiterführenden Feldstudien geklärt werden. Dabei werden künftig auch die Getreidekörner selbst untersucht.

Analytische Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme von mit Gold markierten Nanoplastikpartikeln in der Wurzel einer Weizenpflanze. Bildquelle: FELMI-ZFE

Beteiligt an dem Projekt sind außerdem die Versuchsanstalt für Getreideverarbeitung (VG) und die Lebensmittelversuchsanstalt (LVA). Gemeinsam wollen die Forschenden untersuchen, wie sich Mikro- und Nanoplastik auf die Qualität von Getreide und Mehl auswirken – und welche Maßnahmen helfen könnten, eine Kontamination der Nahrungskette zu verhindern.

Exposition des Menschen

Untersuchungen biologischer Proben ergab, dass der menschliche Körper Mikroplastik in hohem Maße aufnimmt und abspeichert. Die Proben umfassten etwa verschiedene Gewebe, die Hirnsubstanz oder Muttermilch. Die Gesundheitsrisiken zu bewerten, erweist sich als komplex, was nicht zuletzt auch an den vielen verschiedenen Kunststoffarten liegt.

Mikro- und Nanoplastikpartikel können über mehrere Wege in den menschlichen Körper gelangen, etwa über Lebensmittel und Trinkwasser. Zum Beispiel konnten bereits in Meeresfrüchten, Salz, Honig und Trinkwasser entsprechende Partikel nachgewiesen werden. Auch eine Aufnahme über die Luft und über die Haut wird diskutiert.

Dadurch, dass nun auch Getreide belastet sein könnte, misst Grundnahrungsmitteln als möglicher Mikroplastikquelle eine neue Bedeutung bei. Des Weiteren sollte auch dringend hinterfragt werden, wie es allgemein um die Belastung von Wurzelgemüsen wie Karotten oder Kartoffeln bestellt ist.