Mikroplastik im Wasser erzeugt schädliche reaktive Chemikalien und stellt seine „inerte“ Reputation infrage

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Eine Studie aus dem Jahr 2026 zeigt, dass Mikroplastik an Wasseroberflächen reaktive Sauerstoffspezies produziert, die biologische Moleküle schädigen können, was darauf hindeutet, dass Mikroplastik chemisch aktiv und möglicherweise schädlich ist.

Mikroplastik—winzige Partikel, die aus dem Zerfall größerer Plastikgegenstände entstehen—wurden bislang weitgehend als chemisch inert angesehen, was zu ihrem weitverbreiteten Einsatz in Verpackungen und Behältern beigetragen hat. Neue Forschungsergebnisse der Columbia University stellen diese Annahme jedoch infrage und zeigen, dass Mikroplastik im Wasser nicht inert ist, sondern aktiv schädliche reaktive Chemikalien erzeugt. Die im Oktober 2026 in Nature veröffentlichte Studie unter der Leitung des Chemikers Wei Min zeigt, dass die Grenzfläche zwischen Wasser und verschiedenen Mikroplastiken die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) fördert, die bekannt dafür sind, oxidative Schäden an Proteinen, DNA und Lipiden zu verursachen.

Das Team um Min konzentrierte sich auf die Chemie an der Grenzschicht zwischen Wasser und Plastikpartikeln. Mithilfe von Polystyrol als Modell beobachteten sie, dass ein im Wasser gelöster gelber Farbstoff (Methylessiggelb) in Anwesenheit von Mikroplastik über 10 Tage deutlich abbaute, was auf chemische Aktivität durch ROS hinweist. Weitere Experimente erfassten Hydroxylradikale—hochreaktive ROS—direkt an den Kunststoffoberflächen. Dieser Effekt zeigte sich bei sechs gängigen Kunststoffen, darunter Polyethylen, Polypropylen, PVC, PET und Acryl, wobei die am stärksten wasserabweisenden Kunststoffe die höchsten Radikalspiegel erzeugten.

Die Forscher führen dies auf eine Störung des molekularen Wasserstoffbrückennetzwerks des Wassers an hydrophoben Kunststoffoberflächen zurück, wodurch die Energieniveaus der lokalen Wassermoleküle erhöht und die Energie zur Bildung von Radikalen aus Hydroxidionen verringert wird. Zudem nehmen Kunststoffoberflächen im Wasser eine negative Ladung an, was die Radikalbildung weiter begünstigt. Um Verunreinigungen oder Artefakte auszuschließen, verwendete das Team mehrere unabhängige Nachweismethoden und zeigte, dass das Hinzufügen von Tensiden zur Störung der Wasser-Kunststoff-Grenzfläche die Radikalbildung reduzierte, was die Schlussfolgerung stützt, dass das Phänomen der Mikroplastik-Wasser-Grenzfläche intrinsisch ist.

Auch die biologische Relevanz wurde untersucht. Proteine wie Lysozym aggregierten an Kunststoffoberflächen aufgrund von radikalbedingten Schäden, und rote Blutkörperchen von Mäusen, die Mikroplastik ausgesetzt waren, fragmentierten proportional zur Radikalproduktion der Kunststoffe. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die ROS-Produktion von Mikroplastik zu oxidativem Stress und damit verbundenen Gesundheitsproblemen beitragen könnte, obwohl das Ausmaß im Vergleich zu intern produzierten ROS unklar bleibt.

Die Studie räumt Unsicherheiten hinsichtlich des Ausmaßes der menschlichen Exposition gegenüber Mikroplastik, der Auswirkungen der Umweltalterung der Partikel und des Einflusses der Partikelgröße ein, wobei kleinere Nanoplastik möglicherweise aufgrund größerer Oberfläche höhere Risiken bergen könnte. Die Forscher schlagen vor, Kunststoffe wasserabweisender zu gestalten, um die Radikalbildung zu verringern.

Abschließend betonte Min die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen, um den direkten Beitrag der von Mikroplastik erzeugten ROS zu Krankheiten bei Menschen und Tieren zu bestimmen. Diese Forschung stellt einen wichtigen Fortschritt im Verständnis der chemischen Aktivität von Mikroplastik und dessen potenziellen gesundheitlichen Auswirkungen über ihre physische Präsenz hinaus dar.