Mikro- und Nanoplastik sind inzwischen allgegenwärtig. Nahezu überall in der Natur finden sich diese winzigen Kunststoffpartikel, die aus Plastikmüll und vielen unserer Alltagsgegenstände stammen und sich über Wind und Regen in der Umwelt verteilen. Dazu zählt auch der Abrieb von Autoreifen, der etwa ein Viertel allen Mikroplastiks verursacht. Hinzu kommen absichtlich hergestellte Kunststoffpartikel wie Peelingkügelchen in Kosmetika oder Kunststoffgranulat aus der Industrie, die über das Abwasser in der Natur landen.
Aus früheren Studien ist bekannt, dass Meer und Flüsse stark mit solchem Mikroplastik belastet sind und dass sich auf den Plastikpartikeln verschiedene Bakterienarten ansiedeln können. Das gilt auch für den Rhein, wie jüngste Analysen des Landesamts für Natur, Umwelt und Klima Nordrhein-Westfalen ergaben. Doch welche Folgen hat das für die mikrobiellen Lebensgemeinschaften im Fluss?
Plastikliebende Mikroben im Rhein
Das haben nun Forschende um Dana Bludau von der Universität Duisburg-Essen anhand von Reifenabrieb systematisch untersucht. Dafür schütteten sie gezielt kleine Mengen an Reifenpartikel-Mischungen in den Rhein bei Köln. Die Partikel waren entweder einige hundert Mikrometer oder über 1000 Mikrometer groß und stammten von neuen und alten Reifen von Autos sowie Lastwagen. Damit spiegeln sie die real vorkommende Vielfalt an Abriebpartikeln wider. Bekannt ist, dass sich der Abrieb überwiegend im Flusssediment ablagert und nur zu einem geringen Teil von der Strömung davongetrieben wird. Die Biologen platzierten ihre Abriebproben daher in speziellen Forschungskanälen und Boxen im Rhein, die auf natürliche Weise von der Strömung umspült werden. Vier Wochen später entnahmen sie die Proben wieder und untersuchten die darin angesiedelten Mikroorganismen.
Das Ergebnis: Die Plastikpartikel sind nicht für alle wasserlebenden Mikroben gleichermaßen attraktiv. Besonders häufig hatten sich dort Vertreter von Aquabacterium und Ketobacter angesiedelt, wobei erstere kleine und letztere große Partikel bevorzugten. „Wir konnten zeigen, dass sich bestimmte Bakterienarten besonders gern auf Reifenabrieb ansiedeln, während die allgemeine Vielfalt der Mikroorganismen darauf abnimmt“, berichtet Bludau. Demnach bilden sich auf den Partikeln dünne Biofilme aus verschiedenen Mikroorganismen. Doch deren Vielfalt und Zusammensetzung unterschied sich deutlich von den natürlichen Biofilmen, die Steine, Sedimente und andere Materialien im Fluss überziehen. „Besonders die Biofilme auf größeren Partikeln älterer Reifen unterschieden sich deutlich von denen auf natürlichen Partikeln des Flussgrundes“, so Bludau. Abrieb von LKW-Reifen wies ebenfalls eine besonders geringe und unnatürliche Artenvielfalt auf.
Veränderte Mikrobengemeinschaften
Die Forschenden vermuten, dass die auf den Abriebpartikeln gefunden Bakterienarten einen angepassten Stoffwechsel haben, über den sie Chemikalien aus dem Reifenmaterial abbauen können. „Die Fähigkeit, Kohlenwasserstoffe wie Benzin, Diesel und Kerosin, die in Reifen vorkommen, zu verstoffwechseln, bietet eine mögliche Erklärung für die beobachtete Verbreitung von Aquabacterium“, nennt das Team als Beispiel. Für viele andere, natürlicherweise im Rheinwasser vorkommende Mikroben können Reifen-Inhaltsstoffe wie Alkane, Weichmacher oder Schwermetalle dagegen unnütz oder gar giftig sein, weswegen sie sich nicht auf den Reifenpartikeln ansiedeln.
Insgesamt förderte der eingebrachte Reifenabrieb Bakterienarten, die auf den Abbau von Umweltschadstoffen spezialisiert sind, und veränderte dadurch die natürliche Mikrobenzusammensetzung im Rhein. Das könnte weitreichende Folgen für den Fluss haben. Denn Mikroben sind zentrale Akteure in aquatischen Ökosystemen: Sie zersetzen organisches Material, steuern Nährstoffkreisläufe und bilden die Basis für Nahrungsketten. „Wenn Reifenabrieb die Zusammensetzung dieser Biofilme verändert, betrifft das daher das gesamte Flusssystem“, betont Bludau.
Quelle: Universität Duisburg-Essen; Fachartikel: Environmental Pollution, doi: 10.1016/j.envpol.2025.127004
