Es wird 450 Jahre lang nicht abgebaut. Wie schädlich ist das achtlose Entsorgen von Masken?

Produziert von: Science Popularization China

Produziert von: Vivian (Universität für Luft- und Raumfahrt Peking)

Hersteller: Computer Network Information Center, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Da die Epidemie immer wieder wütet, ist das Tragen einer Maske beim Ausgehen zu einer Lebensgewohnheit geworden, um andere und sich selbst zu schützen. Doch damit gehen auch „versteckte Gefahren“ einher … Achtlos weggeworfene Masken können eine „Umweltschutzkampagne“ auslösen!

Weggeworfene Masken (Fotoquelle: Veer-Fotogalerie)

Masken sind keine einfachen Stoff-, sondern Kunststoffprodukte.

Der Maskenkörper einer medizinischen OP-Maske besteht aus zwei Lagen Vliesstoff innen und außen und einer Lage Meltblown-Gewebe in der Mitte. Die äußere Schicht hat eine Anti-Tropfen-Funktion, die mittlere Schicht fungiert als Filter und die innere Schicht nimmt hauptsächlich vom Träger abgegebene Flüssigkeiten und Feuchtigkeit auf.

Gängige Strukturen medizinischer Masken (Bildquelle: Referenz 1)

Sowohl Vliesstoffe als auch Meltblown-Stoffe sind Vliesstoffe. Als Ausgangsmaterial dient spezielles Polypropylenharz. Das Polymer liegt in geschmolzenem Zustand vor, wird durch ein spezielles Verfahren zu Fasern gesponnen und anschließend durch Wärmebindung oder Selbstbindung verstärkt.

Meltblown-Stoff ist das „Herz“ der Maske. Es besteht aus Polypropylen mit hohem Schmelzindex und feineren Fasern. Meltblown-Stoff aus Polypropylenfasern mit einem Durchmesser von 0,1–2 Mikrometern weist eine hohe Porosität, gute Luftdurchlässigkeit und einen geringen Filterwiderstand auf. Das Meltblown-Gewebe kann nach der Behandlung mit Elektret elektrisch aufgeladen werden. Wenn sich virenhaltige Tröpfchen dem Meltblown-Stoff nähern, werden sie durch statische Elektrizität an der Oberfläche adsorbiert, wodurch der Schutzzweck erreicht wird.

Faserstruktur aus Meltblown-Gewebe (Bildquelle: Referenz 2)

Das willkürliche Wegwerfen von Masken ist schädlich

Heutzutage ist die menschliche Gesellschaft in hohem Maße von Kunststoffen abhängig und Kunststoffprodukte, darunter auch Polypropylen, sind in allen Lebensbereichen weit verbreitet. Berichten zufolge gelangen jedes Jahr mehr als acht Millionen Tonnen Plastikmüll in die Meere, und sichtbare weiße Verschmutzungen an Land sind sogar noch häufiger.

Im Kampf gegen das neue Coronavirus hat der Einsatz von medizinischem Bedarf wie Masken, Schutzkleidung und Handschuhen stark zugenommen. Während der Epidemie werden weltweit jeden Monat schätzungsweise 129 Milliarden Masken weggeworfen, wenn man davon ausgeht, dass jeder Mensch pro Tag eine Maske verwendet. Werden Masken achtlos in der Natur entsorgt, kann es Hunderte von Jahren dauern, bis sie sich zersetzen. Darüber hinaus werden sie auch langfristige Auswirkungen auf die Umwelt, Tiere und sogar die Menschen selbst haben. Aufgrund ihrer Ähnlichkeit mit Quallen können im Meer treibende Masken irrtümlicherweise von anderen Lebewesen gefressen werden. Im September 2020 wurde an einem Strand in Brasilien ein Pinguinkadaver gefunden. Nach der Autopsie wurde in seinem Magen eine Maske gefunden.

Ein Pinguin mit einer Maske im Bauch (Bildquelle: CGTN)

Die Gefahren der Plastikverschmutzung gehen weit darüber hinaus. Unter dem Einfluss äußerer Faktoren wie Licht, Wellenschlag, Erosion und Witterung zersetzen sich Kunststoffprodukte in Mikroplastikpartikel, die so klein sind, dass sie für das menschliche Auge nicht mehr erkennbar sind. Die Auswirkungen von Mikroplastik auf die ökologische Umwelt wie Meere, Süßwasser und Land sollten nicht unterschätzt werden.

Mikroplastik ist klein, aber sehr schädlich

Früher dachten wir, die Tatsache, dass keine weißen Plastiktüten am Himmel und keine Getränkeflaschen auf dem Wasser schwimmen, sei ein Beweis für unseren Erfolg im Kampf gegen die Plastikverschmutzung. Während wir uns der Plastikverschmutzung immer stärker bewusst werden, treten die unsichtbaren Schäden allmählich zutage.

Mikroplastik im Wasser wird von Zooplankton und anderen Organismen aufgenommen und gelangt dann über die Nahrungskette in den Körper von Fischen, was zu Wachstumsstörungen und abnormalem Verhalten führt. Der Mensch, der am oberen Ende der Nahrungskette steht, reichert durch den Verzehr mikroplastikhaltiger Tiere zusätzlich Mikroplastik in seinem Körper an.

Fische fressen Plastikmüll und Menschen essen Fisch, wodurch eine Bioakkumulation entsteht (Bildquelle: Theoceancleanup)

Mikroplastik ist in der Umwelt möglicherweise weiter verbreitet als wir denken. Im Jahr 2019 analysierten Wissenschaftler der Scripps Institution of Oceanography in den USA Sedimentkerne vom Meeresboden in einer Tiefe von etwa 580 Metern vor der Küste von Santa Barbara und fanden eine große Menge Mikroplastik, darunter Fasern, Fragmente und Partikel.

Plastikschadstoffe in Meeresbodensedimenten (Bildquelle: Referenz 5)

Forscher der Canadian Ocean Conservancy und der University of British Columbia haben in der Arktis auch Polyester-Mikroplastikfasern gefunden, wobei große Mengen über den Nordatlantik in die Arktis gelangen.

Ob es sich um Mikroplastikfasern handelt, die direkt aus dem Abwasser von Textilien und Wäschereien ausgetragen werden, oder um Mikroplastik, das von der Umwelt zersetzt wird, während es mit den Meeresströmungen transportiert wird: Ihr Eindringen in die Arktis ist bereits deutlich spürbar.

Die Ansammlung von Mikroplastik im Arktischen Ozean (Bildquelle: Referenz 6)

Mikroplastik auf dem Mount Everest (Bildquelle: Referenz 7)

Die Fähigkeit von Mikroplastik, in den Himmel aufzusteigen und in den Boden zu gelangen, hat uns bereits in Erstaunen versetzt, doch eine aktuelle Studie über die Aufnahme von Mikroplastik durch Nutzpflanzen ist noch schockierender. Ein Forschungsteam des Yantai Institute of Coastal Zone Research der Chinesischen Akademie der Wissenschaften fand heraus, dass die Wurzeln, Stängel und Blätter von Weizen und Salat, die als Modellpflanzen gelten, allesamt Mikroplastikbestandteile enthalten, die aus dem Abwasser absorbiert wurden.

Die Poren in der Epidermis der Pflanzen sind relativ groß und Mikroplastik kann nicht so leicht eindringen. Allerdings befinden sich an den Rändern der neuen Seitenwurzeln der Pflanze einige unscheinbare Schlitze, die als Eintrittspforte für Mikroplastik dienen. Die Mikroplastikpartikel werden dann durch Transpiration von den Wurzeln zu den Trieben transportiert.

Studien haben gezeigt, dass etwa 50 % der Weltbevölkerung Mikroplastik im Körper haben und Mikroplastik durch Atmen, Trinken und Essen in den menschlichen Körper aufgenommen werden kann. Obwohl die Auswirkungen von Mikroplastik auf die menschliche Gesundheit noch unklar sind, ist das Problem der Mikroplastikverschmutzung unmittelbar bevorstehend.

Keine Angst, es gibt immer mehr Lösungen als Probleme.

Wo immer es eine Schwierigkeit gibt, gibt es auch eine Lösung. Man hat Wege gefunden, Plastik statt Elfenbein zu verwenden, um Elefanten vor der Jagd zu schützen. Da die Plastikverschmutzung heute immer größere Ausmaße annimmt, sind auch wir ständig auf der Suche nach Lösungen.

Angesichts der zunehmend schwerwiegenden Umweltverschmutzung durch Plastik bietet die Technologie neue Möglichkeiten zum Umweltschutz. Als Reaktion auf das Problem der Meltblown-Stoffe für Masken haben Forscher biologisch abbaubare, modifizierte Poly(butylenadipat)/Terephthalat-Meltblown-Materialien entwickelt und synthetisiert. Während die Filterwirkung gewährleistet bleibt, kann das neue Material auch die Umweltverschmutzung durch weggeworfene Masken verringern.

Darüber hinaus haben Forscher in der Natur natürliche Feinde von Plastik gefunden. So gibt es beispielsweise Bakterien (Ideonella sakaiensis), die Polyethylenterephthalat (PET) verdauen können, Aspergillus tubingensis, der beim Abbau von Polyurethan (PU) hilft, Wachsmotten (Larven der Dörrobstmotte), die Polyethylenfolien (PE) zerkauen und fressen usw.

Wachswürmer, die Polyethylenfolie fressen können (Bildquelle: Referenz 9)

Eine kürzlich in Scientific Reports veröffentlichte Studie von Forschern der Universität Barcelona in Spanien legte nahe, dass Seegraswiesen zur Entfernung von Plastikmüll aus dem Meer genutzt werden könnten. Als gemäßigte Art wirft P. oceanica im Herbst seine Blätter ab und seine Blattscheiden und andere Abfälle sammeln sich an nahegelegenen Stränden. Die in den Blattscheiden enthaltenen Holzfasern sind zu Knäueln verknotet, sogenannten Algenfaserknäueln, die Plastikschadstoffe einfangen und ans Ufer befördern können. In jedem Kilogramm Seegrasfaserbällchen wurden bis zu 1.470 Plastikteile gefunden. Schätzungen zufolge fangen Faserbällchen in mediterranen Seegraswiesen jedes Jahr 867 Millionen Plastikschadstoffe ein.

Obwohl die durch Algenbälle an die Küste getragenen Plastikschadstoffe noch immer große Investitionen in die Verarbeitung erfordern, haben sie zur Lösung vieler Probleme beigetragen.

Von Algenbällen gesammelte Kunststofffasern (Bildquelle: Referenz 10)

Obwohl die aktuelle Situation der Mikroplastikverschmutzung ernst ist, kämpfen sowohl Mensch als auch Natur mit einer positiven Einstellung dagegen. Wir können viele kleine Veränderungen vornehmen, angefangen von der Verwendung einer Plastiktüte weniger bis hin zur ordnungsgemäßen Entsorgung von Masken, vom richtigen Verständnis von Mikroplastik bis hin zu einer positiven und panikfreien Einstellung.

Obwohl es schwierig ist, Plastikprodukte vollständig zu vermeiden, können wir sie umweltfreundlicher entsorgen.

Quellen:

1. Forschungsfortschritt bei Filtermaterialien für medizinische Masken.

2. Anwendung von Polypropylenmaterialien in medizinischen Masken.

3. Auf See verloren: Wo ist der ganze Kunststoff? https://science.sciencemag.org/content/304/5672/838

4. https://theoceancleanup.com/great-pacific-garbage-patch/

5. Mehrdekadische Zunahme von Plastikpartikeln in küstennahen Meeresablagerungen. https://advances.sciencemag.org/content/5/9/eaax0587.

6. Die weitverbreitete Verbreitung von Polyesterfasern im Arktischen Ozean wird durch den Eintrag aus dem Atlantik vorangetrieben. https://doi.org/10.1038/s41467-020-20347-1.

7. Die Plastikverschmutzung erreicht neue Höhen – vorläufige Ergebnisse zu Mikroplastik auf dem Mount Everest. https://doi.org/10.1016/j.oneear.2020.10.020

8. Effektive Aufnahme von Kunststoffen im Submikrometerbereich durch Nutzpflanzen über einen Risseintrittsmodus. https://doi.org/10.1038/s41893-020-0567-9.

9. Hinweise auf den biologischen Abbau von Polyethylen durch Bakterienstämme aus dem Darm von plastikfressenden Wachswürmern. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/es504038a

10. Seegräser bieten einen neuartigen Ökosystemdienst, indem sie Meeresplastik einfangen. https://doi.org/10.1038/s41598-020-79370-3.