Mikroplastik – Eine (unsichtbare) Gefahr

Was sind die Probleme durch Mikroplastik?

Welche Folgen diese teils unsichtbare Bedrohung für unsere Unterwasserwelt, unsere Böden und letztlich auch für uns Menschen nach sich zieht, können Forscher*innen noch nicht abschließend sagen. Laut Umweltbundesamt gibt es viele offene Fragen bezüglich der schädlichen Wirkung von Mikroplastik auf die menschliche Gesundheit. Eine zentrale Erkenntnis ist jedoch, dass Mikroplastik mittlerweile in fast allen menschlichen Organen und Geweben nachweisbar ist. Nach dem aktuellen Stand der Forschung hält das Bundesamt für Risikobewertung (BfR) es allerdings für unwahrscheinlich, dass von Mikroplastik in Lebensmitteln gesundheitliche Risiken für den Menschen ausgehen.

Neben den Auswirkungen von Mikroplastik auf die menschliche Gesundheit werden auch die negativen Effekte auf Lebewesen in Böden und Gewässern erforscht. Während viele Partikel durch den Verdauungstrakt wieder ausgeschieden werden, können sehr kleine Partikel aber durchaus von Zellen aufgenommen werden und beispielsweise Entzündungsreaktionen auslösen. In Laborversuchen zeigten sich bei Flohkrebsen, die ständig Mikroplastikpartikeln ausgesetzt waren, ein verringertes Wachstum und eine niedrigere Fortpflanzungsrate. Laut Umweltbundesamt müssen jedoch die bisherigen Testverfahren für die ökotoxikologische Testung von Mikroplastik weiterentwickelt werden, um gesicherte Aussagen treffen zu können.

Trotz aller noch offenen Fragen zu den Auswirkungen auf Mensch und Natur: In Anbetracht der ökologischen und gesundheitlichen Risiken müssen die Einträge von Mikroplastik aus allen Quellen drastisch reduziert werden. Einige wirtschaftliche Akteure positionieren sich gegen schärfere Gesetze bezüglich des Einsatzes von Kunststoffen und Mikroplastik, da die negativen Auswirkungen auf die Ökosysteme und die menschliche Gesundheit noch nicht abschließend bewiesen seien. Aus Sicht des NABU gibt dagegen ausreichend Anzeichen dafür, dass gehandelt werden muss, um die Risiken zu minimieren.

Was bedeutet Mikroplastik genau?

In der Vergangenheit gab es viele unterschiedliche Begriffsbestimmungen von Unternehmen, Forschungseinrichtungen, NGOs. Um die Aussage „mikroplastikfrei“ auf einem Produkt bewerten zu können, musste man immer genau hinschauen, welche Annahmen zu Ober- und Untergrenzen für die Partikelgröße, zur Wasserlöslichkeit, zur biologischen Abbaubarkeit, zur Rohstoffbasis, zu Funktionen, zur Toxizität etc. hinter einer Definition steckten.

Die EU-Gesetzgebung zu Mikroplastik hat im Jahr 2023 für mehr Klarheit gesorgt. Seitdem müssen sich Unternehmen in der EU bei der Produktgestaltung und bei Aussagen zu Mikroplastik an die EU-Definition von Mikroplastik halten. Diese Definition ist weit gefasst und umfasst alle synthetischen Polymerpartikel unter fünf Millimeter, die organisch, unlöslich und schwer abbaubar sind.

Ein Polymer ist eine Verbindung mehrerer Makromoleküle, die aus sich wiederholenden Grundbausteinen (sogenannte Monomeren) bestehen. Die Rohstoffe für Mikroplastik können fossil (Erdöl, Erdgas u. a.) oder biogen (nachwachsende Rohstoffe wie Zuckerrohr oder Mais u. a.) sein. Mikroplastik kann ganz unterschiedlich lange Abbauzeiten haben, auch wenn unlösliche synthetische Polymere prinzipiell den schwer abbaubaren Polymeren zuzuordnen sind. Doch auch gelöste, gelartige oder flüssige Polymere können schwer abbaubar sein. Wenn Mikroplastik aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt wird, ist das Mikroplastik nicht automatisch besser abbaubar. Gleichzeitig gibt es natürliche Polymere, wie beispielsweise Walnussschalen, die kein Mikroplastik sind, aber ebenfalls nicht leicht abbaubar sind. Das alles muss bei der Auswahl von Ersatzstoffen für Mikroplastik berücksichtigt werden.

Quelle: Fraunhofer UMSICHT. Größere Darstellung

Halbsynthetischen Polymeren sind natürliche, in der Natur vorkommende Polymere, die durch den Menschen chemisch modifiziert wurden. Ein Beispiel hierfür sind Zigarettenfilter auf Cellulose-Basis. Werden die natürlichen Polymere hingegen nur physikalisch oder mechanisch verarbeitet (durch beispielsweise Zuschneiden, Lösen oder Ausfällen), zählen sie nicht zu den halbsynthetischen Kunststoffen. Beispiele hierfür sind Stärke oder Holz.

Wichtig ist: Mikroplastik, das als Granulat in Kunstrasensportplätzen eingestreut wird, oder Pellets zur Plastikherstellung sind gut sichtbar. Der größte Teil des Mikroplastiks ist jedoch für das bloße Auge nicht sichtbar bzw. nicht händisch fühlbar, da die Partikel zu klein sind (z. B. der einzelne Reifen- oder Straßenabrieb, Füllstoffe, Filmbildner und Trübungsmittel in Shampoo und Duschgel).

Wie viel Mikroplastik gelangt in die Meere?

Mikroplastik entsteht in der Umwelt durch die Verwitterung und Fragmentierung großer Kunststoffteile (Makroplastik). Die Hauptursachen dafür sind wilde Müllablagerungen und das unachtsame Wegschmeißen von Kunststoffabfällen in der Natur. Dieses Mikroplastik wird als sekundäres Mikroplastik bezeichnet. Des Weiteren gibt es sogenanntes primäres Mikroplastik, das schon als kleine Plastikpartikel in die Umwelt freigesetzt wird. Dazu zählen Abriebe von Reifen und Farben, Kunststoffgranulat für Kunstrasenplätze sowie synthetische Textilfasern, die sich beim Waschen lösen.

Erste Schätzungen zeigen, wie viel Mikroplastik in die Weltmeere gelangt: Von den mehr als zwölf Millionen Tonnen Kunststoff, die laut dem Forschungsinstitut Eunomia jährlich in die Natur gelangen, sind knapp eine Million Tonnen primäres Mikroplastik. Hinzu kommt das sekundäre Mikroplastik, das durch zersetzenden Kunststoffabfall entsteht.

Bei der Abschätzung der Quellen für den Eintrag von Mikroplastik steht der Reifenabrieb mit 28 Prozent an erster Stelle, dicht gefolgt vom Verlust von Kunststoffpellets in der Industrie mit 24 Prozent. Auf dem dritten Platz folgen Textilfasern mit 20 Prozent.

Plastikeinträge in die Meere, Quelle: Eunomia (2016). Größere Darstellung

Auch die International Union for Conservation of Nature (IUCN) kommt zu einer ähnlichen Einschätzung der Eintragshöhe und der Bedeutung des Reifenabriebs wie Eunomia: Die IUCN schätzt den Eintrag durch Kunststoffpellets aus der Industrie allerdings mit 0,3 Prozent als wesentlich geringer ein.  Dafür führt die IUCN die Quellenkategorie „City Dust“ auf. In dieser werden unter anderem der Abrieb von Alltagsprodukten und Infrastruktur sowie der Eintrag von Mikroplastik durch Putz- und Scheuermittel zusammengefasst. Diese Quellen von primärem Mikroplastik berücksichtigt auch eine Studie vom Fraunhofer UMSICHT, in der die Mikroplastik-Emissionen in Deutschland geschätzt wurden.

Welche Quellen für Mikroplastik gibt es in Deutschland?

In Deutschland werden schätzungsweise 330.000 Tonnen Mikroplastik freigesetzt, was vier Kilogramm pro Kopf entspricht. Dies ist das Ergebnis einer Studie des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT von 2018: Erstmals wurden für Deutschland Quellen und Mengen von Mikroplastik-Emissionen umfassend erhoben. Das Institut identifizierte 74 verschiedene Quellen, die primäres Mikroplastik freisetzen und konnte für 51 davon Mengenangaben abschätzen.

Mit über 30 Prozent steht der Reifenabrieb an erster Stelle der Eintragsmengen. Dabei machen Pkw-Reifen 88 Prozent der Reifenabriebe aus, Lkw-Reifen acht Prozent und der Rest entfällt auf Skateboard-, Fahrrad- und Motorradreifen. Die hohen Eintragsmengen zeigen, dass die Verkehrswende im Sinne der Reduzierung des motorisierten Individualverkehrs nicht nur aus Gründen des Klimaschutzes und der Gesundheit wichtig ist – sie hätte auch eine enorm positive Auswirkung auf die Mikroplastik-Konzentration in Deutschland.

Quelle: Fraunhofer UMSICHT. Größere Darstellung

Wie der Weg der Partikel aus den unterschiedlichen Quellen nach der Freisetzung verläuft, lässt sich noch nicht für alle Quellen sagen. Über die Luft werden Partikel in Stadt, Land und Gewässer verteilt. Bei Regen werden Partikel in Bäche und Flüsse geschwemmt, von wo aus sie auch ins Meer gelangen. Über Straßenabläufe (z. B. Gullis) gerät Mikroplastik in das Kanalnetz. Einige Einträge gelangen direkt ins Abwasser wie Mikroplastik aus Kosmetikprodukten oder Textilfasern, die sich beim Waschen lösen. Bei der Abwasserreinigung wird der größte Teil des Mikroplastiks im Klärschlamm gebunden. Ein kleiner Anteil kann jedoch nicht zurückgehalten werden und fließt mit dem gereinigten Abwasser in die Gewässer. Und auch im Klärschlamm gebundenes Mikroplastik kann in der Umwelt landen (siehe unten).

Lange stand die Mikroplastik-Belastung der Gewässer im Fokus der öffentlichen Aufmerksamkeit. Doch auch Böden sind belastet. Daher hat das Fraunhofer UMSICHT im Auftrag des NABU den Eintrag von Kunststoff- und Mikroplastikeintrag in landwirtschaftlich genutzte Flächen untersucht.

Wie verhält es sich mit Kosmetik und Textilfasern?

Im Vergleich zum Reifenabrieb setzen Kosmetik und Textilfasern eher niedrige Mengen an Mikroplastik frei. Gleichwohl müssen alle Eintragswege von Mikroplastik auf Reduktionspotenziale geprüft und angegangen werden, denn jede Tonne weniger zählt.

Daher begrüßt der NABU das schrittweise Verbot von Mikroplastik in Kosmetik- und Reinigungsmitteln in der EU. Seit Mitte Oktober 2023 ist Mikroplastik als Reibkörper verboten (z. B. Peeling-Kosmetik, Scheuermittel). Aber Mikroplastik ist sehr viel mehr als das: Es wird beispielsweise auch als Füll- und Trübungsmittel oder zur Filmbildung eingesetzt. Auch dies wird verboten. Da die EU den Unternehmen jedoch ausreichend Zeit für die Umstellung der Rezepturen geben wollte, gibt es hier lange Übergangsfristen. In Reinigungsmitteln darf Mikroplastik ab Mitte Oktober 2028 nicht mehr eingesetzt werden. Bei Kosmetikprodukten hingegen gibt es verschiedene Fristen: Ab Mitte Oktober 2027 ist Mikroplastik in ausspülbaren Produkten wie Duschgel und Shampoo verboten, ab Mitte Oktober 2029 betrifft das Verbot auch solche Produkte, die auf Haut und Haaren verbleiben, wie beispielsweise Körperlotion. In Lippenstiften und Nagellack gelten sogar erst ab Mitte Oktober 2035 entsprechende Verbote.  

Der NABU hätte sich kürzere Übergangsfristen für die Verbote gewünscht. Ökologisch zu kritisieren ist auch, dass die Gesetzgebung nicht die gelösten Polymere in den Blick nimmt. Diese werden in sehr viel höheren Mengen als Mikroplastik in Kosmetikprodukten sowie in Wasch-, Putz- und Reinigungsmitteln eingesetzt. Teils sind die gelösten Polymere nicht leicht abbaubar, sodass auch diese reguliert werden sollten, um den Eintrag in die Natur zu reduzieren.

Für den Abrieb von synthetischen Textilfasern beim Waschen sind technologische Lösungen nötig, etwa Filter in Waschmaschinen. Auch die Auswahl der Faser und ihre Verarbeitung sollen entscheidend für die Stärke des Abriebs sein, sodass die Industrie einen großen Einfluss auf die Emissionen von Mikrofaser hat. Eine komplette Umstellung auf natürliche und ökologisch hergestellte Textilfasern wie Bio-Baumwolle und Bio-Wolle ist angesichts des extrem hohen Anteils synthetischer Fasern am Textilmarkt in nächster Zeit kaum realistisch. Eine Eins-zu-eins-Umstellung von synthetischen Fasern auf zum Beispiel Baumwolle wäre angesichts der ökologischen Probleme des Baumwollanbaus auch nicht wünschenswert. Wichtig ist eine Abkehr von „(Ultra)-Fast-Fashion“, die nur durch die billigen synthetischen Fasern entstehen konnte.

Wieso halten Kläranlagen Mikroplastik nicht vollständig auf?

Mikroplastikbeispielsweise in Kosmetik- und Reinigungsmitteln sowie in synthetischen Textilfasern enthalten ist, gelangt über das Abwasser in die Kläranlagen. Bei Reifen- oder Straßenabrieb kommt es auf die Straßenentwässerung vor Ort an. Teilweise werden diese direkt in angrenzende Gewässer und Kanäle abgeleitet, teilweise landen sie über das Abwassersystem in Kläranlagen.

In den Kläranlagen wird Mikroplastik jedoch nicht vollständig zurückgehalten. Die Partikel sind teils zu klein und Mikroplastik baut sich anders als beispielsweise Toilettenpapier in der Kläranlage normalerweise nicht ab. Laut Studienlage wird davon ausgegangen, dass konventionelle Anlagen mindestens 95 Prozent des Mikroplastiks zurückhalten, bei nachgelagerter Filtration nahezu 100 Prozent. Das heißt, dass bis zu fünf Prozent des Mikroplastiks mit dem geklärten Wasser direkt in die Gewässer gelangen.

Wird der Klärschlamm als Dünger eingesetzt, landet das darin gebundene Mikroplastik auf landwirtschaftlichen Flächen. Gemäß Klärschlammverordnung ist es ab 2029 bzw. 2032 (abhängig von der Größe der Kläranlage) verboten, Klärschlamm auf Böden auszubringen. Dies gilt jedoch nicht für Klärschlamm aus kleinen Kläranlagen, die immerhin 40 Prozent der Klärschlämme in Deutschland behandeln. Somit werden auch zukünftig große Mengen Mikroplastik auf landwirtschaftliche Felder gelangen. Der NABU fordert, Klärschlamm flächendeckend unter Rückgewinnung des enthaltenen Phosphors zu verbrennen.

Im Rahmen einer Studie hat der NABU das Problem von Mikroplastikeinträgen in die Landwirtschaft untersuchen lassen. Dabei zeigte sich, dass nicht nur Klärschlamm, sondern auch industrielle Komposte, Gärreste aus Biogasanlagen sowie mit Polymeren umhüllte Düngemittel relevante Mikroplastik-Quellen sind. Die Umhüllung von Düngemitteln mit Mikroplastik ist in der EU ab Mitte Oktober 2028 verboten. Wie sich die größten Eintragsmengen reduzieren lassen, ist jedoch weiterhin fraglich.

Was unternimmt die Europäische Union gegen Mikroplastik?

Nachdem einzelne Mitgliedstaaten anfingen, bestimmte Mikroplastikanwendungen zu verbieten, stellte die EU-Kommission im Jahr 2018 im Rahmen ihrer EU-Plastikstrategie eine europäische Regulierung von bewusst eingesetztem Mikroplastik innerhalb der REACH-Verordnung in Aussicht. Die REACH-Verordnung bildet das Fundament der EU-Chemikaliengesetzgebung. Im Aktionsplan „Null Schadstoffbelastung für Luft, Wasser und Boden“ der EU-Kommission aus dem Jahr 2021 ist das Ziel zu finden, die Verschmutzung durch Mikroplastik in der Umwelt bis zum Jahr 2030 um 30 Prozent zu reduzieren.

Ein wichtiger Meilenstein hierbei ist die 2023 verabschiedete Änderung der REACH-Verordnung. Mit dieser wurden diverse Verbote sowie Berichts- und Kommunikationspflichten für bewusst eingesetztes Mikroplastik eingeführt. So sind seit Mitte Oktober 2023 loses Glitter und „Mikroperlen“, die als Abrasivstoff genutzt werden, verboten. Nach und nach treten weitere Verbote in Kraft:

• 17.10.2023: Mikropartikel zur Verwendung als Abrasivstoff, das heißt zum Peelen, Polieren oder Reinigen („Mikroperlen“) und loses Glitter 
• 17.10.2027: Auszuspülende/abzuspülende Mittel wie Duschgel und Shampoo
• 17.10.2028: Reinigungsmittel, Wachse, Poliermittel und Lufterfrischer (ohne Mikroperlen)
• 17.10.2028: Düngeprodukte
• 17.10.2029: Mittel, die auf der Haut/in den Haaren verbleiben, wie Körperlotion
• 17.10.2029: Verkapselung von Duftstoffen
• 17.10.2031: Einstreugranulat für synthetische Sportböden
• 17.10.2031: Pflanzenschutzmittel und mit Pflanzenschutzmittel behandeltes Saatgut
• 17.10.2035: Lippen- und Nagelmittel (ohne Mikroperlen)

Ein sehr großer Teil der Verschmutzung durch Mikroplastik entsteht allerdings nicht durch den bewussten Einsatz von Mikroplastik in Produkten, sondern unbeabsichtigt. Beispiele hierfür sind der Zerfall größerer Kunststoffabfälle, Verluste von Kunststoffpellets in der Plastikproduktion, der Abrieb von Reifen und Straßenmarkierungsfarbe sowie Mikrofasern, die beim Waschen synthetischer Kleidung entstehen.

Bezüglich der in die Umwelt eingetragenen Kunststoffpellets reichen die Schätzungen von 50.000 bis 180.000 Tonnen jährlich. Auch für Deutschland wird davon ausgegangen, dass dies die drittgrößte Quelle von Mikroplastik ist. Um Pelletverluste zu vermeiden, wurde 2025 eine neue EU-Verordnung verabschiedet, mit der die EU-Mitgliedstaaten hoffen, die Verluste in der EU um 74 Prozent zu senken. Unternehmen werden demnach verpflichtet, Risikomanagementpläne umzusetzen, und es gibt klare Verpflichtungen zur Beseitigung der Kunststoffpellets, wenn diese aus Versehen freigesetzt werden. Auch gibt es nun Anforderungen für den Transport von Kunststoffgranulat auf dem Seeweg.

Mit der Verabschiedung der neuen EURO-7-Verordnung für Kraftfahrzeuge werden erstmals auch nicht abgasbezogene Partikel aus Reifenabrieb („Non-Exhaust Particle Emission") limitiert. Das betrifft neben dem Mikroplastikabrieb auch Feinstaubemissionen. Ab Mitte 2028 müssen die ersten Reifenklassen die neuen Anforderungen erfüllen.