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Mikroplastik und Nanoplastik

Nanoplastik kehrt zunehmend über die Nahrungs­kette zum Menschen zurück. Das Bild symbo­li­siert Abrieb von Auto­reifen und Abrieb von syn­the­ti­schen Fasern. Dazu mehr im über­nächsten Absatz.

Wenn Mikroplastik in Nanopartikel zerfällt, kann das Nano­plastik in fast alle Umge­bun­gen ein­drin­gen, sogar in die Atmos­phäre und in die Zellen von Lebe­wesen, wo die Partikel Ent­zün­dun­gen her­vor­rufen. Zudem kann Nano­plastik Schwer­metalle oder Gift­stoffe mit sich trans­por­tie­ren, die vom Plastik an­ge­zogen wur­den. Diese Schad­stoffe kön­nen dann in Organis­men frei­ge­setzt wer­den, wo sie mög­licher­weise auch die DNA schä­di­gen können.

Bezüglich der Herkunft von Mikro­plastik ist die Welt in West und Ost ge­spal­ten. In den west­lichen Industrie­staaten, wo es viele Autos gibt, stam­men bis zu 50% des frei­gesetz­ten Mikro­plastiks vom Reifen­abrieb. Weitere bis zu 30% stam­men vom Abrieb von syn­the­ti­schen Fasern beim Waschen von Klei­dung. Über das Ab­wasser ge­langt der Abrieb in die Flüsse, weil das Mikro­plastik zu fein ist, um heraus­gefil­tert wer­den zu kön­nen. Letzt­lich gelangt alles in die Meere, wo es sich an­sam­melt (Akkumu­la­tion in den Ozeanen).

In Europa gibt es relativ wenig Probleme mit Plastik im Müll, weil Kunststoff­verpackun­gen und sons­ti­ger Müll von einer funktio­nieren­den Abfall­wirt­schaft ein­ge­sam­melt und dann größ­ten­teils ver­brannt wird. Anders ist es in einigen Teilen Asiens, wo es beim Bevölke­rungs­wachstum nicht ge­lun­gen war, ein ausrei­chen­des Abfall­system und ein Bewusst­sein dafür zu eta­blie­ren. Somit gelangt dort sogar grober Müll in Flüsse und Meere.

Plastikverpackungen sind eigent­lich optimal: der Kunst­stoff ist hygie­nisch, univer­sell form­bar, leicht, wasser­fest, luft­dicht und kosten­günstig. Die Verwendung der prakti­schen Plastik­verpackun­gen be­gann in den 1950er Jah­ren und nahm ins­beson­dere ab den 70ern sprung­haft zu.

Heute stehen wir vor dem großen Problem, dass der Kunst­stoff nicht bio­lo­gisch ab­bau­bar ist und irgend­wann in unkontrol­lier­bare Teile zer­bröselt. Gelangt der Plastik­müll in die Meere, werden durch die Be­we­gungen der Wasser­massen weitere Plastik­teile ab­ge­trennt und zer­rieben.

Fische, Vögel und Meeressäuger können Plastik­teile im Meer nicht gut von Nah­rung unter­schei­den. Die Plastik­stücke sam­meln sich im Magen und Darm an, können nicht ver­daut wer­den und blockie­ren den Ver­dauungs­trakt. Die Tiere leiden oder ver­enden.

Kleineres Mikroplastik und Nano­plastik wird von kleinen Organis­men wie Plankton auf­ge­nom­men, wo­durch es in die Nahrungs­kette ge­langt, letzt­lich sogar bis zum Menschen.

Wenn Mikroplastik in Nanopartikel zer­fällt, ver­teilt es sich unauf­halt­sam weiter, auch durch Zell­membranen hin­durch. Dann kann es zu den Anfangs er­wähn­ten Ent­zün­dun­gen oder sogar zu DNA-Schäden durch Schwer­metalle und Gift­stoffe führen.

Artensterben

In der Erdgeschichte starben große Arten norma­ler­weise mit einer Rate von etwa 1 bis 5 Arten pro Jahr aus (Hinter­grund-Sterbe­rate). Dieser über­schau­bare Verlust wurde durch die Ent­ste­hung neuer Arten aus­ge­glichen. Doch durch die stark ge­stie­gene Welt­bevöl­ke­rung und ihre Begleit­erschei­nun­gen hat sich die Sterbe­rate bei Tieren und Pflan­zen um den Faktor 1000 be­schleu­nigt.

Es wird vermutet, dass derzeit etwa 150 Arten pro Tag aus­ster­ben. Damit ist es längst ein ernst­haf­tes Pro­blem, das die ge­samte Bio­diversi­tät in eine Krise führt. Eine Studie von 2023 zeigt, dass jede fünfte Tier- und Pflanzen­art in Europa ge­fähr­det ist. Dies ist ein höhe­rer Prozent­satz als bis­her an­ge­nommen.

Es gibt jedoch auch Hoffnung: 2023 einigte sich die Welt­gemein­schaft in Montreal auf ein ver­bind­liches Ziel, das vom Menschen ver­ursachte Aus­sterben von Tieren und Pflan­zen bis 2030 zu stop­pen. Fraglich ist, wie "ver­bind­lich" das Ziel tat­säch­lich um­ge­setzt wird.

Das Artensterben, auch als Biodiversi­täts­krise be­zeich­net, ist ein globa­les Phäno­men, bei dem die Anzahl der Tier- und Pflanzen­arten rapide ab­nimmt (Massen­ausster­ben). Dies betrifft nicht nur exoti­sche und seltene Arten, son­dern auch weit ver­brei­tete Arten, die für Öko­systeme und mensch­liche Lebens­grund­lagen von ent­schei­den­der Be­deu­tung sind.

Die Hauptursachen des Arten­sterbens sind: Lebens­raum­zerstö­rung durch Straßen, Städte und Land­wirt­schaft; Umwelt­verschmut­zung durch Pesti­zide, Plastik­müll und Chemi­ka­lien; der Klima­wandel; Übernutzung natür­li­cher Ressour­cen; vom Menschen ver­schleppte inva­sive Arten; Verlust stabi­ler Öko­systeme mit fol­gen­der Ketten­reak­tion durch Räuber/Beute-Ungleich­gewichte.

Es gibt aber auch einzelne Erfolge im Arten­schutz, z.B. haben sich in Deutsch­land Seeadler, Schwarz­störche und See­hunde durch ge­zielte Schutz­maßnah­men leicht er­holt und sind nicht mehr so stark vom Aus­ster­ben be­droht wie bisher.

Treibhauseffekt und Dekarbonisierung

Vor ca. 3 Millionen Jahren lag der CO2-Gehalt der Atmos­phäre etwas höher als heute. Die Tempe­ra­tur stieg an und wurde etwa 2 bis 4°C wärmer als heute. Auch damals schmol­zen die Pol­kappen. Der Meeres­spiegel stieg an und lag dann 20 Meter höher als heute.

Damals gab es keine Menschen, somit war der hohe CO2-Gehalt nicht von Men­schen ver­ur­sacht. Während des Pliozäns gab es Phasen inten­si­ver vulka­ni­scher Akti­vi­tät, die große Mengen von CO2 frei­setz­ten. Die Bewe­gung der tekto­ni­schen Platten und die damit ver­bun­de­nen Vulkan­ausbrü­che tru­gen zur Frei­set­zung von Kohlen­stoff aus dem Erd­inneren in die Atmos­phäre bei.

Heute ist es genau umgekehrt: Derzeit gibt es an Land nur max. 70 Vulkan­ausbrüche pro Jahr. Die von diesen Vulka­nen frei­gesetzte Menge CO2 ist im Ver­gleich zum Aus­stoß durch mensch­li­che Aktivi­tä­ten ziem­lich gering. Die mensch­li­chen CO2-Emis­sionen (insbe­son­dere durch Ver­bren­nung fossi­ler Brenn­stoffe) liegen etwa 200 Mal höher als die heuti­gen vulka­ni­schen CO2-Emis­sio­nen.

Trotzdem machen die menschlichen Emis­sionen nur einen Teil des CO2-Gehalts der Atmos­phäre aus. Das Problem ist, dass der zusätz­li­che Aus­stoß kein Teil natür­li­cher Kreis­läufe ist. In der Natur gibt es Prozesse, die CO2 frei­setzen, und Pro­zesse, die es wieder binden. Durch fossile Brenn­stoffe kommt jedoch ein Anteil neu hinzu, der weder kurz­fris­tig noch mittel­fris­tig wieder ge­bunden wird.

Vor dem Beginn der Industriali­sie­rung (etwa ab 1750) lag die CO2-Konzen­tra­tion in der Atmos­phäre bei etwa 280 ppm (parts per million). Heute liegt sie bei 420 ppm (Stand 2023). Dieser Anstieg um rund 50% wird über­wie­gend durch mensch­liche Aktivi­tä­ten ver­ursacht und be­trägt nun ein Drittel des gesam­ten aktuel­len CO2-Gehalts in der Atmos­phäre. Dieser bedeu­tende Anstieg in nur 270 Jah­ren geht fast voll­stän­dig auf mensch­liche Aktivi­täten zurück und treibt die der­zei­tige Klima­erwär­mung maß­geb­lich an.

Während der Meeresspiegel schon im letzten Jahr­hun­dert um ca. 1,5 mm pro Jahr stieg, hat sich der An­stieg in den letz­ten bei­den Jahr­zehn­ten schon auf etwa 3,5 mm pro Jahr be­schleu­nigt (Satelliten­messun­gen). Würde der Meeres­spiegel wieder um 20 Meter stei­gen (wie zu­letzt im Pliozän) würde es welt­weit zu erheb­li­chen Land­verlus­ten in den Küsten­regio­nen kom­men. Das be­träfe zwar nur 5% der Land­masse, aber die Folgen wären dra­ma­tisch, weil Küsten­regio­nen wirt­schaft­lich be­deu­tend und dicht be­sie­delt sind (Millionen­städte).

Um den Klimawandel zu bremsen, ist es er­for­der­lich, Kohlen­dioxid (CO2), Methan (CH4) und Lachgas (N2O) aufzu­fan­gen und zu ver­mei­den. Dazu gibt es viele Ideen und An­sätze, aber ins­beson­dere muss man be­rück­sich­ti­gen, was jetzt schnell umsetz­bar ist, d.h. die Technik heute bereits ver­füg­bar ist, was effi­zient wirkt, was halb­wegs kosten­güns­tig ist und skalier­bar ist. Folgende Maß­nahmen gel­ten als kurz­fris­tig am wirk­sams­ten: der Ausbau erneuer­barer Ener­gien (Einspa­rung 5 – 10 Giga­tonnen CO2 bis 2030) und die Stei­ge­rung der Energie­effi­zienz von Gebäu­den (Einspa­rung 2 – 4 Giga­tonnen CO2 bis 2030).




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