Als Nanoplastik gelten Kunststoffpartikel unterhalb eines Durchmessers von einem Mikrometer. Diese Teilchen sind damit so klein, dass sie in Zellen eindringen und sich in Geweben anreichern können. Zudem ist Nanoplastik auch chemisch reaktiver als das bis zu einige Millimeter große Mikroplastik. Es gilt daher als potenziell besonders gesundheitsschädlich und umweltbelastend. Hinzu kommt, dass Nanoplastik leicht mit dem Wind verteilt wird und sich an Staub und organische Partikel aller Art anlagern kann. Doch wie groß die Verschmutzung der Umwelt durch Nanoplastik ist, ist bisher weitgehend unbekannt. „Diese Wissenslücke existiert, weil es sehr schwierig ist, Nanoplastik in Umweltproben zu identifizieren und zu analysieren“, erklären Sophie ten Hietbrink von der Universität Utrecht und ihre Kollegen. Mit gängigen Analysemethoden war es bislang fast unmöglich, die winzigen Partikel von natürlichen Teilchen zu unterscheiden und ihre Zusammensetzung und Menge zu bestimmen.
Probenanalysen einmal quer durch den Nordatlantik
Dadurch war bisher auch unbekannt, ob und wie viel Nanoplastik in den Ozeanen schwimmt – frühere Erhebungen haben nur das Mikro- und Makroplastik erfasst. Das hat sich nun geändert. Ten Hietbrink und ihr Team haben eine neue Methode genutzt, um Nanoplastik in Meerwasserproben aufzuspüren und zu messen. Dafür filtern sie zunächst alle Partikel größer als einen Mikrometer aus den Proben heraus. „Durch Trocknung und Erhitzen des zurückbleibenden Materials konnten wir im Labor in Utrecht mithilfe der Massenspektrometrie die charakteristischen Moleküle verschiedener Kunststoffarten messen“, erklärt ten Hietbrink. Konkret nutzte das Team eine Kombination von Protonentransfer-Reaktions-Massenspektrometrie (PTR-MS) mit thermischer Desorption (TD). „Da jedes Polymer dabei einen eigenen chemischen Fingerabdruck erzeugt, lassen sich Identität und Konzentration sehr gut ermitteln“, erklärt Co-Erstautor Dušan Materić vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung in Leipzig.
Für ihre Probennahme fuhren die Forschenden mit dem niederländischen Forschungsschiff Pelagia einmal quer durch den Nordatlantik – vom küstennahen europäischen Festlandschelf über den offenen Atlantik bis hin zum subtropischen Nordatlantikwirbel, einem Strömungssystem des Nordatlantiks. Dabei entnahmen sie an zwölf Stellen Wasserproben aus verschiedenen Meerestiefen vom Oberflächenwasser in bis zu zehn Meter Tiefe bis zum Tiefenwasser rund 30 Meter über dem Meeresgrund. „Mit den Daten dieser Messstellen können wir Aussagen über die vertikale und horizontale Verteilung von Nanoplastik im Nordatlantik treffen“, sagt Materić.
