Mikroplastik wurde nicht nur in den Polarregionen und der Atmosphäre gefunden, sondern auch im menschlichen Körper. Wird dies Schaden anrichten?

Im März dieses Jahres dürften viele Menschen einen Nachrichtenbericht gesehen haben, in dem es hieß, dass Mikroplastik im menschlichen Blut gefunden wurde. Das mag zunächst etwas beängstigend klingen, aber wenn man genauer darüber nachdenkt, erscheint es nicht seltsam. Menschliches Blut ist kein unfruchtbares Land und zirkuliert mit der Außenwelt. Wie kann es kein Mikroplastik geben? Zuvor gab es bereits Berichte, wonach Mikroplastik im Kot nachweisbar sei, was zunächst überraschend war.

Viele Menschen machen sich Sorgen, ob Mikroplastik im Blut schädlich ist.

Ich kann jetzt nur sagen: Ich weiß es nicht. Unsere Forschung zum Thema Mikroplastik steckt noch in den Kinderschuhen. Tatsächlich ist unsere Forschung zu den Gefahren von Kunststoffen selbst im gesamten Bereich noch nicht sehr ausgereift. Die Gründe für den Rückstand in der Forschung sind vielfältig. Einer davon ist, dass es zu viele Arten von Kunststoffen gibt. Im Vergleich zu herkömmlichen Materialien wie Stahl und Keramik ist die Austauschgeschwindigkeit relativ hoch und der Forschungsinhalt kann nicht mithalten. Der wichtigere Grund sind natürlich soziale Gründe, auf die ich hier nicht näher eingehen werde.

Der Schaden, den Plastik dem Menschen zufügt, besteht in zwei Hauptaspekten: zum einen in der Schädigung der menschlichen Lebensumwelt und zum anderen in der Schädigung der menschlichen Gesundheit.

Wie der Titel schon andeutet, haben wir mittlerweile Spuren von Plastik in unserem Blut, der Atmosphäre und den Polarregionen gefunden. Die größte Verwirrung, die dieses Thema für uns mit sich bringt, besteht darin, dass Plastik Teil des globalen Materialkreislaufs geworden ist und möglicherweise ein neues Muster im Kreislauf der Erde hervorbringt.

Es ist nicht leicht, diese abstrakte Aussage zu verstehen, also lasst uns über etwas sprechen, das einmal auf der Erde passiert ist.

Viele Menschen dürften schon einmal den Begriff „Karbon“ gehört haben. In der Geologie bezeichnet es den Zeitraum von vor etwa 290 bis 360 Millionen Jahren, also mehrere zehn Millionen Jahre, wobei es zwischen den einzelnen Daten leichte Unterschiede gibt. Über die Merkmale des Karbons besteht jedoch keine Kontroverse. Wie der Name schon vermuten lässt, entstand dabei eine große Menge Kohle. Mehr als die Hälfte der Kohle, die wir heute fördern, stammt aus dieser Zeit.

Warum nicht früher oder später, sondern genau jetzt? Die moderne Wissenschaft geht davon aus, dass es viel mit einer Substanz namens Lignin zu tun hat.

Als sich die ersten großen Bäume entwickelten, stand die Erde vor einem sehr schwierigen Problem. Die Stämme hoher Bäume bestehen hauptsächlich aus Zellulose und Lignin. Zellulose ist ein altes Gesicht, Lignin jedoch ist eine neue Substanz. Das Molekulargewicht von Lignin ist weder zu groß noch zu klein und man kann es nicht als makromolekulare Struktur bezeichnen, es ist aber auch nicht so klein wie Glycerin. Für die damaligen Mikroorganismen war dieses Molekül nicht verstoffwechselbar und konnte sich lediglich weiter anreichern.

Bildunterschrift: Ein Großteil der heutigen Kohlebergwerke sind Produkte des Karbon

Infolgedessen wurde der Kohlenstoffkreislauf der Erde gestört. Der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre nahm immer mehr ab, doch der von den Bäumen in Lignin umgewandelte Kohlenstoff wurde immer größer und gelangte schließlich tief unter die Erde, wo er zu Kohle wurde. Dieser Kreislauf wurde erst Hunderte Millionen Jahre später wiederhergestellt, als sich auf der Erde schließlich Mikroorganismen entwickelten, die in der Lage waren, Lignin abzubauen. In dieser Zeit fehlte der Atmosphäre Kohlendioxid, sie war jedoch viel sauerstoffreicher als heute. Viele Arten sind ausgerottet und das Problem des Klimawandels war viel schwerwiegender als heute.

Man kann sagen, dass winziges Lignin das Gesicht der gesamten Erde verändert hat.

Dies ist natürlich ein Extremfall, zeigt uns aber, wie wichtig der Materialkreislauf auf der Erde ist, insbesondere der Kohlenstoffkreislauf.

Unser Ökosystem ist dem Plastik heute ebenso hilflos ausgeliefert wie dem Lignin.

Wenn es um Umweltschutz geht, stellt sich oft die Frage: Wenn es keinen abbaubaren Kunststoff gibt, wie geht man dann am besten mit dem aktuellen Kunststoff um? Entgegen der Vorstellung vieler Menschen ist die Verbrennung tatsächlich die umweltfreundlichste Methode, da der Kunststoff dadurch in Form von Kohlendioxid und Wasser wieder in den Kreislauf der Erde gelangt.

Im Gegenteil: Wenn wir feststellen, dass immer mehr Kunststoffe in ihrer ursprünglichen Form in den Kreislauf der Erde gelangen, müssen wir uns über eine Frage Gedanken machen: Wird es diese Plastiktüten, die an den Polen schwimmen, weiterhin geben? Zum jetzigen Zeitpunkt scheint dies wahrscheinlich der Fall zu sein. Angesichts der Tatsache, dass die menschliche Lebensspanne nur wenige Jahrzehnte beträgt, ist es tatsächlich schwierig, eine genaue Antwort auf die Folgen davon zu geben. Manche Ereignisse mit direktem Ursache-Wirkungs-Zusammenhang können wir nur oberflächlich untersuchen, wie etwa Plastikringe im Meer, die Schildkröten ersticken.

Wenn ich „oberflächlich“ sage, meine ich nicht, dass solche Forschung wertlos wäre. Es ist wertvoll, aber nur für Einzelpersonen. Wir Menschen finden heutzutage nicht einmal einen Weg, große Probleme zu untersuchen, und das ist schwerwiegender, als wenn wir von einem konkreten Schaden sprechen.

Wir alle kennen den volkstümlichen Ausdruck vom „Schmetterlingseffekt“: Ein Schmetterling schlägt in den Wäldern Südamerikas mit den Flügeln und im Pazifischen Ozean zieht ein Sturm auf. Natürlich verfügt ein Schmetterling nicht über solch große Fähigkeiten, aber eine Störung kann einen erheblichen Einfluss auf die Ergebnisse haben, da viele Störungen ihre Auswirkungen in der nachfolgenden Evolution weiter verstärken. Wir verwenden jetzt „Symmetriebrechung“, um dieses Phänomen zu beschreiben. Beispielsweise verdaut alles Leben auf der Erde nur D-Glucose und ist unempfindlich gegenüber ihrem Enantiomer L-Glucose, was nichts weiter als eine anfängliche leichte „Symmetriebrechung“ darstellt. Gäbe es keine Symmetriebrechung, müsste es auf der Erde gleich viele Organismen geben, die D-Glucose und L-Glucose verdauen.

Aus wissenschaftlicher Sicht dürfen wir den Kreislauf der Plastikzerstörung nicht unterschätzen, und zwar nicht wegen seiner direkten Folgen. Ich kann sogar spekulieren, dass das wenige Plastik, das in den Polarregionen gefunden wird, kaum eine Chance hat, Pinguine zum Ersticken zu bringen. Allerdings können wir nicht ausschließen, dass die Folgen dieser Störung zum Aussterben der Spezies Homo sapiens führen werden.

Nachdem wir über die Auswirkungen auf die Umwelt gesprochen haben, wollen wir nun über die gesundheitlichen Schäden durch Plastik sprechen.

Die Gesundheitsgefahren durch Plastik selbst sind tatsächlich sehr begrenzt.

Die Kunststoffe, die wir heute verwenden, basieren alle auf Polymermaterialien. Beispielsweise die sieben gängigen Kunststoffe, zu deren Bestandteilen Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polyethylenterephthalat (PET) usw. gehören. Für Laien ist es sinnlos, sich diese Substantive zu merken, und selbst die Abkürzungen erfordern keine große Aufmerksamkeit.

Was wir wissen müssen, ist, dass diese Substanzen selbst eigentlich nicht schädlich sind.

Viele unbekannte Substanzen können nach der Einnahme dem menschlichen Körper schaden. Heute weiß man jedoch, dass die Voraussetzung für eine Schädigung darin besteht, dass die Substanz im Körper eine chemische Reaktion durchläuft. Sogenannte Allergien beispielsweise sind eigentlich eine Reaktion zwischen den Immunproteinen in unserem Körper und den Allergenen, die zu überschießenden Immunreaktionen führt.

Und was Kunststoffe betrifft, so muss man bedenken: Selbst verschiedene Mikroorganismen können sie nicht verstoffwechseln. Das bedeutet, dass es in lebenden Organismen nur sehr wenige Substanzen gibt, die mit diesen Dingen chemische Reaktionen hervorrufen können. Daher ist die Möglichkeit, dass sie Schaden anrichten, äußerst gering. Wenn wir beispielsweise ein einfaches Frühstück zu uns nehmen, verwenden wir zwangsläufig Plastiktüten zum Verpacken der Lebensmittel. Wenn wir wirklich in die Plastiktüte beißen und sie essen, können wir sie bestenfalls so ausscheiden, wie sie ist. Sofern Sie nicht die ganze Tüte verschlucken und einen Darmverschluss erleiden, wäre das eine andere Sache.

Bei der Herstellung von Fertigprodukten aus Kunststoffen sind jedoch häufig Zusatzstoffe erforderlich, die problematisch sein können.

Ich habe einige häufig gestellte Fragen aufgelistet, die Ihnen auch im Alltag bei der Unterscheidung helfen können:

(1) Polyvinylchlorid (PVC, Dreieckkennzeichen 3): Warum heißt es, dass Polymere im Allgemeinen keine Probleme verursachen? Dieses „generell“ schließt vor allem Polyvinylchlorid sowie das weiter unten besprochene Polycarbonat und Epoxidharz aus. PVC kann sich zersetzen, wenn es unter ungeeigneten Bedingungen (wie hohen Temperaturen oder direkter Sonneneinstrahlung) verwendet wird. Da das System Chlor enthält, wird das Produkt komplexer. Daher darf PVC nicht mehr in Lebensmittelverpackungen, einschließlich Frischhaltefolien aus Polyvinylchlorid, verwendet werden und darf nicht in direkten Kontakt mit gekochten Lebensmitteln kommen.

Natürlich sind die versteckten Gefahren von Polyvinylchlorid selbst tatsächlich sehr gering. Verboten wird es eher deshalb, weil es sich um einen Kunststoff handelt, der die Zugabe von Weichmachern (Plastifizierern) erfordert. Mehr als 90 % der weltweit verwendeten Weichmacher werden in PVC-Kunststoffen verwendet. Unter den Weichmachern werden häufig Phthalate verwendet, die für den menschlichen Körper schädlich sein können (Forschungsergebnisse sind unklar). Deshalb sollten wir uns die Abkürzung PVC noch gut merken. Verwenden Sie es, wenn Sie möchten, aber verwenden Sie es nicht in Küchensystemen, wie z. B. zum Verlängern von Wasserhahnschläuchen, Tischdecken, Untersetzern usw. Versuchen Sie, es zu vermeiden.

(2) Polycarbonat (PC, dreieckige Identifikationsnummer 7): Dieser Kunststoff erfreute sich im letzten Jahrzehnt großer Beliebtheit, da er von der Europäischen Union eingeschränkt wurde und auch China einige Nachfolgebemühungen unternahm. Das Hauptproblem besteht darin, dass eine Substanz namens Bisphenol A (BPA) verwendet wird, bei der es sich um ein Umweltöstrogen handelt. Mit anderen Worten, es ist selbst kein Hormon, kann im Körper aber wie ein Hormon wirken.

Aktuelle Forschungsergebnisse zeigen, dass es wahrscheinlich mit Problemen wie vorzeitiger Pubertät und Fettleibigkeit bei Jugendlichen zusammenhängt. Es handelt sich aber auch um einen hervorragenden transparenten Kunststoff, der sich besonders gut für die Herstellung von Babyflaschen eignet. Sollten Sie dennoch auf Babyflaschen zurückgreifen, empfiehlt es sich, diese zu meiden und entweder auf solche mit dem Hinweis „BPA-frei“ zurückzugreifen oder direkt auf andere Kunststoffe, wie beispielsweise PPSU, zurückzugreifen.

(3) Epoxidharz (EP): Dieser Kunststoff wird im Alltag am häufigsten für Bodenfarben verwendet. Problematisch ist allerdings, dass in den Rohstoffen Bisphenol A verwendet wird, welches Rückstände enthalten kann. Die Hauptmöglichkeit, dass Lebensmittel mit EP in Kontakt kommen, besteht über die Innenbeschichtung von Dosen. Daher können Getränke aus Dosen für eine übermäßige BPA-Konzentration im Körper mancher Menschen verantwortlich sein. Man muss diesem Kunststoff nicht zu viel Aufmerksamkeit schenken, da andere Essszenen zu selten sind.

(4) Polystyrol (PS, dreieckige Identifikationsnummer 6): Polystyrol wird in zwei Kategorien unterteilt. Eines davon ist transparentes Polystyrol, das oft in Bechern in Flugzeugen verwendet wird; Das andere ist expandiertes Polystyrol, das häufig in Eimern mit Instantnudeln verwendet wird. Früher waren wir eher besorgt über die Gefahren von expandiertem Polystyrol, vor allem weil das Treibmittel Rückstände hinterlassen könnte. Mit der aktuellen Technologie konnte dieses Problem jedoch gut überwunden werden.

(5) Polyethylenterephthalat (PET, Dreieckkennzeichen 1): Wird häufig in Mineralwasserflaschen verwendet und ist grundsätzlich unbedenklich, jedoch wird davon abgeraten, stark säurehaltige Getränke daraus zu trinken. Dies liegt daran, dass bei einigen PET-Herstellungsprozessen immer noch herkömmliche Antimonkatalysatoren zum Einsatz kommen. Das Element Antimon ist sehr bekannt, da sein Elementsymbol Sb ist. Auch eine übermäßige Einnahme kann schädlich sein. Bei säurehaltigen Getränken besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass sich Antimon aus Getränkeflaschen löst. Daher sollten säurehaltige Getränke in PET-Flaschen möglichst vermieden werden.

Hier empfehle ich Limonade in Glasflaschen. Die meisten Convenience Stores bieten auch einen Recyclingservice für Glasflaschen an. Während Sie gleichzeitig auf Ihre Gesundheit achten, können Sie Ressourcen nach besten Kräften recyceln. Übrigens läuft das PET-Recycling auch heute noch sehr gut.

(6) Polytetrafluorethylen (PTFE): Der Handelsname lautet Teflon und wird zur Beschichtung von Antihaftpfannen verwendet. Es ist an sich nicht schädlich, auch wenn die Temperatur beim Kochen über 200 Grad liegt. Es hat auch einen gebräuchlichen Namen: „König der Kunststoffe“. Gewöhnliche Salpetersäure, Schwefelsäure und sogar Königswasser können ihm nichts anhaben, sodass es praktisch keinen Schaden anrichtet.

Wer jedoch den Film „Dark Waters“ gesehen hat, wird vermutlich einen tiefen Eindruck von dieser Art von Kunststoff haben. Tatsächlich untersuchte „Dark Waters“ jedoch den Produktionsprozess, bei dem eine für Organismen sehr schädliche Substanz namens Perfluoroctansäure (PFOA) verwendet wurde. Im Ernst: Da im Produktionsprozess PFOA verwendet wird, kann niemand garantieren, dass PTFE völlig sicher ist. Allerdings gibt es im Bereich der Antihaft-Pfannentechnologie derzeit keine besonders ideale Alternative und PTFE ist vorerst noch die beste Lösung.

(7) Schließlich sind Polyethylen (PE, Dreieckkennzeichen 2 und 4) und Polypropylen (PP, Dreieckkennzeichen 5) beide ideale Kunststoffe für Lebensmittelverpackungen. Während des Produktionsprozesses werden Katalysatoren auf Basis von Aluminium und Titan verwendet, und der tatsächliche Schaden ist sehr begrenzt. Nr. 2 PE ist HDPE, ein Hartkunststoff. Es wird hauptsächlich für Verpackungen wie Shampooflaschen verwendet. Es kommt grundsätzlich nicht mit Lebensmitteln in Berührung und enthält mehr Zusatzstoffe. Nr. 4 PE ist LDPE, das hauptsächlich für Einweg-Plastiktüten verwendet wird. Ganz zu schweigen von PP Nr. 5. Viele Menschen wissen, dass es sich dabei um einen speziellen Kunststoff für Mikrowellenherde handelt, daher ist die Sicherheit dieser beiden Kunststoffarten sehr hoch. Ehrlich gesagt gehören PP und PE jedoch zu den Kunststoffen, die am meisten Probleme bereiten, wenn es um den Abbau geht.

Obwohl die Forschung zu den schädlichen Auswirkungen von Plastik noch in den Kinderschuhen steckt, gibt es schon viel zu sagen. Wenn ich eine einfache Schlussfolgerung ziehen müsste, würde ich sagen, dass wir einerseits nicht in Panik geraten sollten, wenn wir über die Gesundheitsprobleme sprechen, die Plastik verursachen kann, da die meisten der in den Medien publik gemachten versteckten Gefahren übertrieben sind; Andererseits sollten wir die zerstörerische Wirkung von Plastik auf die Umwelt nicht unterschätzen, die keineswegs nur ein oberflächliches Phänomen ist, das wir derzeit beobachten.

Kurz gesagt: Der tatsächliche Schaden, den Plastik anrichtet, beläuft sich auf Hunderte, Tausende oder sogar Zehntausende von Jahren. Die Ergebnisse, die wir derzeit sehen oder vorhersagen können, sind sehr begrenzt. Ich hoffe, dass unsere Generation zuverlässige Modelle entwickeln kann, um die Produktion, Anwendung und das Recycling von Kunststoffen effektiver zu steuern.

Produziert von: China Science Expo x Zhihu

Autor: Sun Yafei (Hervorragender Antwortgeber für Zhihu-Chemie)

Der Artikel gibt nur die Ansichten des Autors wieder und repräsentiert nicht die Position der China Science Expo

Dieser Artikel wurde zuerst in der China Science Expo (kepubolan) veröffentlicht.

Bitte geben Sie beim Nachdruck die Quelle des öffentlichen Kontos an

Bitte geben Sie die Quelle des Nachdrucks an. Der Nachdruck ohne Genehmigung ist verboten.

Für Fragen zur Nachdruckgenehmigung, Zusammenarbeit und Einreichung wenden Sie sich bitte an [email protected]