Wenn Nanoplastik keins ist
Forschende der Empa – Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt haben zusammen mit Kollegen aus China Nanopartikel aus Textilien unter die Lupe genommen.
Schon frühere Studien zeigten, dass beim Waschen von Polyester Mikro- und Nanoplastik abgelöst wird. Eine Untersuchung der freigesetzten Nanopartikel hat nun ergeben, dass nicht alles, was auf den ersten Blick nach Nanoplastik aussieht, auch tatsächlich Nanoplastik ist.
Wie das Team um Bernd Nowack aus dem Empa-Labor „Technologie und Gesellschaft“ nachgewiesen hat, besteht ein beträchtlicher Teil des vermeintlichen Nanoplastiks gar nicht aus Plastikpartikeln, sondern aus wasserunlöslichen Klumpen von Oligomeren – kleinen bis mittelgroßen Molekülen, die eine Zwischenstufe zwischen den langen verketteten Polymeren und ihren Einzelbausteinen, den Monomeren, darstellen. Diese Moleküle sind noch kleiner als Nanoplastik-Partikel. Welche Auswirkungen sie auf Mensch und Umwelt haben, ist noch kaum erforscht. Auch über ihre Toxizität ist kaum etwas bekannt. Die Ergebnisse veröffentlichten die Forschenden in der Zeitschrift „Nature Water“.
Großer Anteil löslicher Partikel
Für die Studie haben die Forschenden zwölf unterschiedliche Polyesterstoffe untersucht, darunter etwa Mikrofaser, Satin und Jersey. Die Stoffproben wurden bis zu vier Mal gewaschen und die dabei freigesetzten Nanopartikel analysiert und charakterisiert. Laut Bernd Nowack keine einfache Aufgabe: „Plastik, vor allem Nanoplastik, ist überall, auch an unseren Geräten und Utensilien. Bei Nanoplastik-Messungen müssen wir dieses ‚Hintergrundrauschen‘ berücksichtigen.“
Unter dem Rasterelektronenmikroskop sind die Nanopartikel an der Oberfläche der Fleece-Faser sichtbar (a). Beim Waschen lösen sich die Partikel (b), sodass nach vier Wäschen kaum noch welche übrig sind (c) – Foto: Empa
Um Nanoplastik von Oligomerklumpen zu unterscheiden, nutzten die Forschenden ein Ethanolbad. Plastikstückchen – ganz gleich wie klein – lösen sich darin nicht auf, Ansammlungen von Oligomeren dagegen schon. Der Befund: Rund ein Drittel bis knapp 90 Prozent der beim Waschen freigesetzten Nanopartikel ließ sich in Ethanol auflösen. „Dadurch konnten wir zeigen, dass nicht alles, was im ersten Moment nach Nanoplastik aussieht, auch Nanoplastik ist“, fasst Nowack zusammen.
Ob die Freisetzung von nanopartikulären Oligomeren beim Waschen von Textilien negative Auswirkungen auf Mensch und Umwelt hat, ist noch nicht klar. „Bei anderen Kunststoffen haben Studien bereits gezeigt, dass nanopartikuläre Oligomere toxischer sind als Nanoplastik“, sagt Nowack. „Das ist ein Hinweis, dass man das genauer untersuchen sollte.“ Die Forschenden konnten jedoch feststellen, dass die Beschaffenheit des Textils sowie die Schnittmethode – Schere oder Laser – keinen großen Einfluss auf die Menge der freigesetzten Partikel haben.
Auch der Mechanismus der Freisetzung ist noch nicht geklärt – weder für Nanoplastik noch für die Oligomerpartikel. Die erfreuliche Nachricht ist, dass die Menge der freigesetzten Partikel bei wiederholten Waschgängen stark abnimmt. Denkbar wäre, dass die Oligomerpartikel bei der Herstellung des Textils entstehen oder sich durch chemische Prozesse bei der Lagerung von den Fasern abspalten. Auch hierzu sind weitere Studien notwendig.
Nowack und sein Team widmen sich jedoch vorerst wieder größeren Partikeln: In einem nächsten Projekt wollen sie untersuchen, welche Fasern beim Waschen von Textilien aus nachwachsenden Rohstoffen freigesetzt werden und ob diese die Umwelt und die Gesundheit belasten könnten. „Halbsynthetische Textilien wie Viskose oder Lyocell werden als Ersatz für Polyester angepriesen“, weiß Bernd Nowack. „Aber wir wissen noch gar nicht, ob sie wirklich besser sind, wenn es um die Freisetzung von Fasern geht.“
(Erschienen im EU-Recycling Magazin 04/2024, Seite 31, Foto: Empa)
