Studie aus Nebraska zeigt, dass beim Erhitzen von Behältern in der Mikrowelle Milliarden von Nanoplastik freigesetzt werden

Aug 06, 2023

21. Juli 2023 · 6 Minuten Lesezeit

Laut einer neuen Studie der University of Nebraska-Lincoln könnte die schnellste Art, Speisen und Getränke zu erhitzen, auch der schnellste Weg zur Aufnahme riesiger Mengen winziger Plastikpartikel sein.

Experimente haben gezeigt, dass in den Regalen von US-Läden erhältliche Babynahrungsbehälter aus Kunststoff, die in der Mikrowelle erhältlich sind, große Mengen an Kunststoffpartikeln freisetzen können – in einigen Fällen mehr als 2 Milliarden Nanoplastik und 4 Millionen Mikroplastik pro Quadratzentimeter Behälter.

Obwohl die gesundheitlichen Auswirkungen des Verzehrs von Mikro- und Nanoplastik weiterhin unklar sind, stellte das Team aus Nebraska außerdem fest, dass drei Viertel der kultivierten embryonalen Nierenzellen zwei Tage nach dem Kontakt mit denselben Partikeln abgestorben waren. In einem Bericht der Weltgesundheitsorganisation aus dem Jahr 2022 wurde empfohlen, die Exposition gegenüber solchen Partikeln zu begrenzen.

„Es ist wirklich wichtig zu wissen, wie viele Mikro- und Nanoplastik wir aufnehmen“, sagte Kazi Albab Hussain, der Hauptautor der Studie und Doktorand im Bau- und Umweltingenieurwesen an der University of Nebraska-Lincoln. „Wenn wir bestimmte Lebensmittel essen, sind wir im Allgemeinen informiert oder haben eine Vorstellung über deren Kaloriengehalt, Zuckergehalt und andere Nährstoffe. Ich halte es für ebenso wichtig, dass wir uns der Menge an Plastikpartikeln bewusst sind, die in unseren Lebensmitteln enthalten sind.

„So wie wir die Auswirkungen von Kalorien und Nährstoffen auf unsere Gesundheit verstehen, ist es entscheidend, das Ausmaß der Aufnahme von Plastikpartikeln zu kennen, um den möglichen Schaden zu verstehen, den sie verursachen können. Viele Studien, darunter auch unsere, zeigen, dass die Toxizität von Mikro- und Nanoplastik stark mit der Höhe der Exposition zusammenhängt.“

Hussain und seine Kollegen beschlossen, Experimente mit zwei Babynahrungsbehältern aus Polypropylen und einem wiederverwendbaren Beutel aus Polyethylen durchzuführen, beides Kunststoffe, die von der US-amerikanischen Food and Drug Administration zugelassen sind. In einem Experiment füllten die Forscher die Behälter entweder mit entionisiertem Wasser oder 3 %iger Essigsäure – letztere sollte Milchprodukte, Obst, Gemüse und andere relativ saure Lebensmittel simulieren – und erhitzten sie dann drei Minuten lang bei voller Leistung in einem 1.000-Watt-Gerät Mikrowelle. Anschließend analysierten sie die Flüssigkeiten auf Hinweise auf Mikro- und Nanoplastik: Bei Mikro handelte es sich um Partikel mit einem Durchmesser von mindestens einem Tausendstel Millimeter, bei Nano um kleinere Partikel.

Die tatsächliche Anzahl jedes durch die Mikrowelle freigesetzten Partikels hing von mehreren Faktoren ab, einschließlich des Kunststoffbehälters und der darin enthaltenen Flüssigkeit. Basierend auf einem Modell, das die Partikelfreisetzung, das Körpergewicht und die Pro-Kopf-Aufnahme verschiedener Nahrungsmittel und Getränke berücksichtigte, schätzte das Team jedoch, dass Säuglinge, die Produkte mit mikrowellenbehandeltem Wasser trinken, und Kleinkinder, die mikrowellengekühlte Milchprodukte konsumieren, die höchsten relativen Konzentrationen an Plastik zu sich nehmen . Experimente zur Simulation der Kühlung und Lagerung von Lebensmitteln oder Getränken bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von sechs Monaten legten außerdem nahe, dass beides zur Freisetzung von Mikro- und Nanoplastik führen könnte.

„Bei meinem Baby konnte ich nicht ganz auf Plastik verzichten“, sagte Hussain. „Aber ich konnte jene (Szenarien) vermeiden, die zu einer stärkeren Freisetzung von Mikro- und Nanoplastik führten. Die Menschen verdienen es auch, diese zu kennen, und sie sollten mit Bedacht wählen.“

Mit Hilfe von Svetlana Romanova vom University of Nebraska Medical Center kultivierte das Team dann embryonale Nierenzellen und setzte sie den tatsächlichen Plastikpartikeln aus, die aus den Behältern freigesetzt wurden – eine Premiere, soweit Hussain das beurteilen kann. Anstatt nur die Anzahl der von einem Behälter freigesetzten Partikel einzuführen, setzten die Forscher die Zellen stattdessen Partikelkonzentrationen aus, die Säuglinge und Kleinkinder über Tage hinweg oder aus mehreren Quellen ansammeln könnten.

Nach zwei Tagen hatten nur 23 % der Nierenzellen, die den höchsten Konzentrationen ausgesetzt waren, überlebt – eine viel höhere Sterblichkeitsrate als in früheren Studien zur Mikro- und Nanoplastik-Toxizität beobachtet. Das Team vermutet, dass Nierenzellen möglicherweise anfälliger für die Partikel sind als andere Zelltypen, die in früheren Untersuchungen untersucht wurden. Allerdings untersuchten diese früheren Studien tendenziell auch die Auswirkungen größerer Polypropylenpartikel, von denen einige möglicherweise zu groß waren, um in Zellen einzudringen. Wenn ja, könnte sich die von Hussain geleitete Studie als besonders ernüchternd erweisen: Unabhängig von den Versuchsbedingungen stellte das Husker-Team fest, dass Polypropylenbehälter und Polyethylenbeutel im Allgemeinen etwa 1.000 Mal mehr Nanoplastik als Mikroplastik freisetzen.

Die Frage der Zellinfiltration sei nur eine von vielen, die beantwortet werden müssten, sagte Hussain, bevor die wahren Risiken des Konsums von Mikro- und Nanoplastik ermittelt werden könnten. Aber soweit sie eine Gefahr für die Gesundheit darstellen – und Kunststoffe nach wie vor ein beliebtes Mittel zur Lagerung von Babynahrung sind –, hätten Eltern ein begründetes Interesse daran, dass die Unternehmen, die Kunststoffbehälter herstellen, nach brauchbaren Alternativen suchen, sagte er.

„Wir müssen die Polymere finden, die weniger (Partikel) freisetzen“, sagte Hussain. „Wahrscheinlich wird es Forschern gelingen, Kunststoffe zu entwickeln, die kein Mikro- oder Nanoplastik freisetzen – oder wenn doch, wäre die Freisetzung vernachlässigbar.

„Ich hoffe, dass eines Tages diese Produkte mit der Aufschrift „Mikroplastikfrei“ oder „Nanoplastikfrei“ gekennzeichnet sind.“