Wie Mikroplastik auf Erdölbasis Algenblüten antreibt

Mikroplastik auf Erdölbasis kann nachweislich lang anhaltende Algenblüten auslösen – schlagartige Algenüberwucherungen, die Gewässer grün färben und giftig werden lassen können. Die winzigen Partikel dezimieren dabei jene Kleintiere, die solche Blüten normalerweise in Schach halten.

Wenn diese Weidegänger fehlen, können die Kunststoffteilchen den Sauerstoffgehalt im Wasser absenken, toxische Ausbrüche begünstigen und Schäden verursachen, die man bislang vor allem einem Übermaß an Nährstoffen zugeschrieben hat.

Den Auslöser in Teichen aufspüren

In einem Raster aus Outdoor-Teichbecken verwandelte sich klares Wasser in eine algendichte Brühe, sobald erdölbasierter Kunststoff in das System gelangte.

Über drei Monate hinweg verfolgte Prof. Jonathan Shurin von der Universität Kalifornien, San Diego (UCSD), diese Entwicklung und hielt fest: In den Becken mit fossilbasiertem Plastik brachen die Weidegänger-Populationen wiederholt ein – und die Teiche kippten in dichte Algenblüten.

In identisch aufgebauten Becken mit biologisch abbaubaren Kunststoffen wurde das Gefüge deutlich seltener gestört; zudem kam es nur selten zu derselben anhaltenden Dominanz der Algen.

Dieser Unterschied sprach dafür, dass die Kunststoffart selbst das Risiko für Blüten mitbestimmt – und führte zur weitergehenden Frage, was sich im Nahrungsnetz verändert, sobald die Weidegänger zu sterben beginnen.

Zuerst brachen die Weidegänger ein

Am stärksten betroffen waren in den Becken mit Erdölplastik kleine Ruderfußkrebse (Copepoden), winzige Krebstiere, die Algen abweiden.

Diese Copepoden treiben im Wasser und vermehren sich normalerweise rasch, wenn genügend Nahrung verfügbar ist.

Nach Kontakt mit Mikroplastik – Kunststoffstücken mit einer Breite von unter rund 5 Millimetern (etwa 0,2 Zoll) – sank bei erdölbasierten Partikeln Überleben oder Fortpflanzung, und die Weidegänger gingen zurück.

Mit weniger „Mäulern“, die das Wasser filtrieren, standen die Algen unter geringerem Fraßdruck, und das System driftete in Richtung dicker, hartnäckiger Algenblüten.

Algenblüten entziehen dem Wasser Sauerstoff

Aus gewöhnlichem Wasser wird dann ein Problem für die öffentliche Gesundheit, wenn Algenblüten Gifte freisetzen oder sich in Ufernähe Sauerstoffmangel entwickelt.

Sterben die Algen ab, bauen Bakterien die Biomasse ab und verbrauchen dabei Sauerstoff – ein Prozess, der Fische nach Luft schnappen lassen kann.

Zwar sehen Forschende weiterhin enorme Mengen Kunststoff in der Umwelt, doch ist noch nicht vollständig geklärt, wie sich das auf Populationen von Algen, Bakterien, Seevögeln oder Fischen auswirkt.

In den USA schätzt die Nationale Ozean- und Atmosphärenbehörde (NOAA), dass schädliche Algenblüten jedes Jahr mindestens 82 Millionen US-Dollar kosten.

Biokunststoffe milderten die Folgen

Im Vergleich zu fossilen Kunststoffen ließen Biokunststoffe – Kunststoffe aus erneuerbaren Rohstoffen wie Pflanzenölen – mehr von der Weidegänger-Gemeinschaft im System übrig.

Dass sich Materialien schneller abbauen, ist relevant, weil weniger langlebige Partikel kleine Tiere über längere Zeiträume hinweg nicht ständig abschürfen, blockieren oder vergiften.

Materialwissenschaftlerinnen und -wissenschaftler an der UC San Diego stellten zudem Kunststoff aus Algenölen her, mit dem Ziel, Produkte zu entwickeln, die Mikroben in der Natur abbauen können.

Trotzdem veränderte auch biologisch abbaubarer Kunststoff die Teiche – allein der Materialwechsel kann daher das Reduzieren von Abfällen an der Quelle nicht ersetzen.

Mikroben formten das Netz um

Mit den Weidegängern änderte sich auch das Leben auf den Kunststoffoberflächen – und das beeinflusste, welche Mikroben die Teiche dominierten.

Eine schleimige Schicht, die sogenannte Plastisphäre – der mikrobielle Film, der auf Plastik wächst – kann bestimmten Arten Nahrung bieten und andere verdrängen.

In Becken mit Erdölplastik nahmen Bestände von Goldalgen sowie einigen Grünalgen zu, während räuberische Ciliaten – einzellige Jäger, die andere Mikroben erbeuten – abnahmen.

Eine solche Umordnung im Nahrungsnetz kann Nährstoffkreisläufe und den Sauerstoffbedarf verschieben; das könnte mit erklären, warum Blütenprobleme auch nach dem Verlust der Weidegänger fortbestehen.

Mikroplastik und toxische Algenblüten

Nur die höchsten Kunststoffmengen hielten die Algenblüten Tag für Tag aufrecht – passend dazu, dass reale Verschmutzung in Hotspots gehäuft auftritt.

Im Versuch wurden zehn unterschiedliche Konzentrationsstufen getestet; bei niedrigen Belastungen mit Erdölplastik trat nie das anhaltende Algenwachstum auf, das am oberen Ende beobachtet wurde.

Wetter, Sonneneinstrahlung und zufällige Schwankungen blieben dennoch bedeutsam, weil die Blüten zu unterschiedlichen Zeitpunkten anstiegen – selbst wenn Becken ähnliche Kunststoffmengen enthielten.

Diese ungleichmäßige zeitliche Dynamik bedeutet, dass Feldstudien in Seen die Gefahr übersehen können, wenn sie nicht gleichzeitig Plastikwerte und Weidegänger erfassen.

Mikroplastik erreicht den Menschen

Kunststofffragmente bleiben nicht im Wasser, und Forschende finden sie inzwischen auch in menschlichem Gewebe.

Studien berichteten über Partikel im menschlichen Blut und zeichneten nach, wie Fragmente über den Darm hinaus im Körper zirkulieren können.

Andere Teams wiesen Mikroplastik in operativ entfernten Lungen nach und nannten die Luft als weiteren Aufnahmeweg.

Zuletzt maßen Forschende Kunststoffe in Gehirnen verstorbener Menschen, während die gesundheitlichen Gesamtauswirkungen weiterhin eine offene, kontrovers diskutierte Frage bleiben.

Entscheidungen nach der Entsorgung

Sobald Plastik aus der Hand ist, können Materialentscheidungen Flüsse, Feuchtgebiete und Küstengewässer noch jahrelang prägen.

Instrumente wie die erweiterte Herstellerverantwortung – Regelungen, die Produzenten für Abfälle zahlen lassen – können Unternehmen zu weniger riskanten Rezepturen bewegen.

Auch die Beschaffung durch Städte spielt eine Rolle: Grüne öffentliche Beschaffung – staatliches Einkaufen mit Fokus auf geringere Umweltwirkungen – kann beeinflussen, welche Materialien etwa bei Veranstaltungen genutzt werden.

Bessere Werkstoffe beseitigen Verschmutzung nicht, doch sie können die Wahrscheinlichkeit verringern, dass eine weggeworfene Flasche zur Auslöserin einer Algenblüte wird.

Gegen toxische Algenblüten vorgehen

Kläranlagen stehen zwischen städtischen Abflüssen und Flüssen und sind damit eine der letzten Möglichkeiten, Mikroplastik abzufangen.

Eine wissenschaftliche Übersicht berichtete, dass Behandlungsschritte viele Partikel entfernen, jedoch einige trotzdem mit dem Ablaufwasser entweichen.

Abgeschiedene Partikel landen häufig im Klärschlamm – die Geschichte endet also nicht an den Werkstoren.

Leistungsfähigere Filter helfen, doch die Ergebnisse aus den Teichen deuten darauf hin, dass Prävention, Neugestaltung von Materialien und Reinigung parallel greifen müssen.

Die Teiche machten sichtbar, dass Plastik Algenblüten auslösen kann, indem es Weidegänger entfernt und mikrobielle Gemeinschaften verschiebt – nicht nur, indem es Nährstoffe hinzufügt.

Für alle, die Verpackungsregeln formulieren oder Material einkaufen, legt die Studie nahe, Werkstoffentscheidungen nach ihren Ökosystemwirkungen nach der Entsorgung zu bewerten.