Mikroplastik: Die Gefahr in Flüssen, Seen, Meeren und im Trinkwasser
Ob im Meer oder im Trinkwasser: Mikroplastik ist ein toxikologischer, ökologischer Notfall und ein strategischer Stresstest für das Gesundheitswesen, die Umwelt, die Abwasseraufbereitung, zahlreiche Industrien sowie für Meeresbewohner und andere Lebewesen. Messmethoden, Größenbereiche und Nachweisgrenzen sind bisher kaum standardisiert, und Studien liefern je nach Ansatz stark schwankende Werte – von kaum nachweisbaren Konzentrationen bis hin zu hunderten Partikeln pro Liter.
Gleichzeitig stufen internationale Institutionen das unmittelbare Gesundheitsrisiko durch Mikroplastik zwar noch als gering ein, die Rufe nach einer einheitlichen Regulierung sowie Messtechnik werden aber lauter. Und auch die gesellschaftlichen Erwartungen steigen: Das Thema Mikroplastik verunsichert Verbraucher und verlangt nach klaren, transparenten Maßnahmen. Nicht nur für Betreiber von Wasserwerken, Kliniken, Pharma- und Lebensmittelbetrieben heißt das: Sich auf schwankende Messwerte oder alte Grenzwerte zu verlassen, ist riskant – Investitionen in die Wasseraufbereitung müssen so ausgelegt sein, dass sie sowohl die heutige Compliance als auch künftige, strengere Standards und Reputationsrisiken abfangen.
Was ist Mikroplastik und was macht es so gefährlich?
Mikroplastik bezeichnet feste Kunststoffpartikel kleiner als fünf Millimeter, die sich in Form von Fragmenten, Fasern oder Granulaten in Böden, Luft und Gewässern anreichern. Hierbei wird zwischen primärem und sekundärem Mikroplastik unterschieden. Primärmikroplastik ist Mikroplastik, das von Anfang an in kleiner Partikelgröße hergestellt wird und nicht erst durch den Zerfall größerer Plastikteile entsteht. Es wird also gezielt als Granulat, Pellets oder Mikropartikel produziert, um in Produkten oder Prozessen eingesetzt zu werden. Aus grobem Plastikmüll (Makroplastik) in Flüssen, Seen und Ozeanen entsteht durch die Zersetzung ein Großteil des Sekundärmikroplastiks.1
Dazu kommt Mikroplastik aus Abrieb (etwa von Reifen und Textilien) sowie durch industrielle Verluste. Die Primär- oder Sekundärpartikel gelangen schließlich in Oberflächengewässer, die häufig als Rohwasserquelle für die Trinkwassergewinnung dienen. Problematisch ist dabei nicht nur die physische Präsenz der Partikel, die von Organismen aufgenommen werden können, sondern auch ihre Funktion als Träger für Schadstoffe und Additive, deren langfristige Auswirkungen auf Ökosysteme und die menschliche Gesundheit noch nicht abschließend geklärt sind. Deswegen wird von internationalen Institutionen wie der World Health Organization (WHO) der Forschungsbedarf hervorgehoben.
Mikroplastik im Wasser: Gesundheitliche Risiken
Mikroplastik gelangt vor allem über Nahrung (wie Fisch oder Trinkwasser) und eingeatmete Partikel in den menschlichen Körper. Erste Studien weisen Partikel inzwischen in verschiedenen Organen nach. Experimentelle Daten deuten auf mögliche Effekte wie Entzündungsreaktionen, oxidativen Stress und Veränderungen des Darmmikrobioms hin, konkrete Krankheitsbilder sind jedoch wissenschaftlich noch nicht abschließend belegt2,3,4.
Zusätzlich können Mikroplastikpartikel Schadstoffe und Additive transportieren, etwa Weichmacher oder persistente organische Verbindungen, die potenziell hormonell wirksam5 oder toxisch sein können (bspw. für das Gehirn oder den Darm)6. Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) sind persistente synthetische Chemikalien, die seit den 1950er-Jahren für wasser-, fett- und schmutzabweisende Anwendungen eingesetzt werden und sich ebenfalls im menschlichen Körper anreichern können. Besonders kritisch ist die kombinierte Exposition: Untersuchungen zeigen, dass gleichzeitige Belastungen durch PFAS sowie Mikroplastik stärkere Effekte hervorrufen können als jeder Stoff für sich allein – ein Hinweis auf mögliche Synergien mit bislang schwer abschätzbaren Folgen.
Langzeitfolgen durch Mikroplastik für Ökosysteme
In Flüssen, Seen und Meeren wird Mikroplastik von Plankton, Muscheln oder Fischen aufgenommen7 und entlang der Nahrungsketten weitergegeben, was zu Bioakkumulation führen kann. Die Partikel wirken dabei nicht nur mechanisch, sondern dienen auch als Träger für Schwermetalle und organische Schadstoffe, die die Reproduktions- und Wachstumsraten vieler Arten beeinträchtigen können. Zudem wird das Plastik im Meer oder in Seen nicht nur zum Problem für Tiere: Konsumiert der Mensch Fische oder Meeresfrüchte, nimmt er automatisch auch das in den Lebensmitteln angereicherte Mikroplastik auf. Kritisch hierbei: Mikroplastik kann natürliche Schranken im Körper (wie die Blut-Hirn-Schranke) durchdringen. Ist es einmal in das Gewebe, die Blutbahn oder Organe gelangt, lässt es sich nicht oder nur schwerlich aus dem Körper entfernen.
Feine Mikro- und Nanoplastikpartikel können zudem von Pflanzen über die Wurzeln aufgenommen werden und etwa die Photosynthese oder Nährstoffaufnahme stören8. Langfristig drohen Störungen von Populationen, Nährstoffkreisläufen und Ökosystemfunktionen – weit über sichtbare Plastikstrudel und -teppiche im Meer hinaus.
Quellen von Mikroplastik im Wasser
Industrielle Abwässer tragen über Verluste von Kunststoff-Pellets („Nurdles“) und emissionsstarke Prozesse wie die Farben- und Beschichtungsherstellung, bei der Mikroplastik-Partikel entstehen, direkt zur Belastung der Gewässer mit Mikroplastik bei. Studien belegen Mikoplastikkonzentrationen von mehreren Dutzend bis zu mehreren zehntausend Partikeln pro Liter in industriellen Abwässern. Kläranlagen können diese feinen Partikel ohne zusätzliche Stufen bisher oft nicht vollständig zurückhalten.9,10
Ein zweiter großer Eintragspfad ist die Zersetzung von Kunststoffabfällen in der Umwelt11: UV-Strahlung, Wellenbewegung und Temperaturwechsel zerreiben Plastikmüll wie Tüten, Flaschen oder Netze in Flüssen, Seen und Meeren über Jahrzehnte zu Sekundärmikroplastik12. Synthetische Kunststoffe lassen sich aufgrund ihrer sehr langen Molekülketten nur äußerst schwer von natürlichen Prozessen zersetzen. Deshalb bleiben Kunststoffprodukte oft über viele Jahrzehnte bis Jahrhunderte in der Umwelt und können dort schwere Schäden für Meeresorganismen verursachen. Parallel tragen Kosmetika mit Microbeads und der Abrieb synthetischer Textilien beim Waschen Mikroplastikfasern ins Abwasser13. Auch wenn diese Quellen mengenmäßig kleiner sind, summieren sie sich mit Reifenabrieb und weiteren Emissionen zu einem relevanten Gesamtproblem für das Trinkwasser und Oberflächengewässer.
Relevante Eintragspfade für Mikroplastik im Leitungs- und Brauchwasser im Überblick:
Während die Bedrohungslage für Oberflächengewässer und Trinkwasser recht eindeutig ist, ist sie beim Grundwasser etwas schwerer zu bewerten: Mikroplastik wird zwar über Klärschlamm, die Landwirtschaft und versickerndes Oberflächenwasser in Böden eingetragen, doch wie viele Partikel tatsächlich bis in tiefere Grundwasserleiter gelangen, ist bislang nur unzureichend untersucht. Filterprozesse im Boden halten einen Teil der Partikel zurück und mindern die Verschmutzung, gleichzeitig deuten erste Studien14 darauf hin, dass kleinere Mikro- und Nanoplastikpartikel unter bestimmten Bedingungen dennoch in das Grundwasser vordringen können. Insgesamt gilt der Eintrag daher als plausibles Risiko, die reale Belastung und ihre langfristige Bedeutung für Trinkwasserressourcen sind jedoch noch mit vielen Unsicherheiten behaftet.
Aktuelle Forschung und Erkenntnisse
Aktuelle Studien15 und Statistiken zeichnen ein durchaus beunruhigendes Bild:
- Bis zu 83% des Leitungswassers weltweit sind mit Mikroplastik belastet.
- Mikroplastik wurde sogar in frischem antarktischem Schnee nachgewiesen.
- 79% der Kunststoffabfälle wurden entweder deponiert oder unkontrolliert entsorgt.
- Nur 9% der Kunststoffabfälle sind bislang überhaupt recycelt worden.
Insbesondere sekundäres Mikroplastik stellt eine enorme Bedrohung dar: Geschätzte 80 bis 150 Millionen Tonnen Plastik schwimmen aktuell in unseren Ozeanen. Das entspricht dem Gewicht von 15.000 Eiffeltürmen oder der Hälfte der gesamten Weltbevölkerung16. Und die Situation verschärft sich: Schätzungen zufolge landen jedes Jahr 4,8 bis 12,7 Millionen Tonnen Plastik im Meer17. Makroplastik, das über Zeit zu Mikro- oder gar Nanoplastik wird.
Die Problematik lässt sich allerdings noch gar nicht in seiner Gänze erfassen. Grund hierfür sind nicht-standardisierte Messmethoden und Grenzwerte sowie stark schwankende Resultate, was die Wasserverschmutzung durch Mikroplastik betrifft.
Auf EU-Ebene erfasst die Messmethodik Mikroplastik im Trinkwasser bislang nur im Größenbereich von 20 µm bis 5 mm, während eine französische Studie18 zeigt, dass der Großteil der Partikel deutlich kleiner ist: 98 Prozent der gefundenen Teilchen lagen unter 20 µm, 94 Prozent sogar unter 10 µm, bei Konzentrationen zwischen 19 und 1.154 Partikeln pro Liter. Besonders bemerkenswert war, dass die untersuchte Leitungswasserprobe aus Toulouse in Frankreich mit 413 Partikeln pro Liter stärker belastet war als acht von zehn getesteten Flaschenwassermarken – ein Hinweis darauf, dass die tatsächliche Mikroplastikbelastung stark von lokalen Bedingungen, der Aufbereitung und Verteilungssystemen abhängt und sich nicht allein aus der Frage „Leitung oder Flasche?"19 ableiten lässt. Ähnlich sieht es außerhalb der EU aus: Die Messwerte schwanken stark nach Region und Land, zudem fehlen weltweit anerkannte, einheitliche Standards zur Datenerhebung.
Deswegen bewertet die WHO das Gesundheitsrisiko durch Mikroplastik im Trinkwasser nach heutigem Stand als niedrig, betont aber erhebliche Daten- und Forschungslücken (insbesondere zu Nanoplastik, chemischen Additiven und der Aufnahme von Mikroplastik im Körper). Die Beweislage zur Gesundheitswirkung wird explizit als „limitiert“ und damit als schwach bis moderat eingestuft20.
Lösungsansätze gegen Mikroplastik im Wasser
Für Wasser ohne Mikroplastik braucht es ein Zusammenspiel aus Politik, Industrie, Wissenschaft und Verbrauchern – von der Vermeidung an der Quelle bis zu hocheffizienten Filtrationslösungen. Moderne Membran- und Adsorptionstechnologien ermöglichen es heute, Mikroplastik aus Wasser filtern zu können und gleichzeitig weitere Schadstoffe wie PFAS, Arzneimittelrückstände oder multiresistente Keime zu reduzieren.
Fortschrittliche Wasserfilter gegen Mikroplastik von MANN+HUMMEL
Ultrafiltrationsmodule (UF) von MANN+HUMMEL werden vor allem zur Aufbereitung von Wasser und Abwasser eingesetzt. In der Vergangenheit wurden dafür vor allem Membranen aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) verwendet, einem fluorhaltigen Kunststoff, deren Poren mit etwa 0,025 µm so fein sind, dass sie Schwebstoffe, Keime und einen großen Teil der Mikroplastikpartikel zurückhalten, während Wasser und gelöste, kleinere Moleküle hindurchströmen. Da PVDF-Membranen zu den PFAS zählen und damit zunehmend in den Fokus verschärfter Umwelt- und Chemikalienregulierung geraten, entwickelt MANN+HUMMEL parallel fluorfreie Membranwerkstoffe mit einer vergleichbaren Filtrationsleistung, aber ohne PFAS. Während wir derzeit unsere letzten Fluor-basierten Membranen ersetzen, können wir dadurch bereits jetzt innovative PFAS-freie Membranen für Trinkwasser, Abwasser, Prozesswasser und andere Flüssigkeiten anbieten – inklusive Anwendungen gegen Mikroplastik im Wasser.
- Spiralgewickeltes UF-Modul für stark belastetes Wasser mit Schwebstoffen oder emulgierten Ölen.
- Sehr feine Membranporen (0,03 µm laut Spezifikation) ermöglichen die effektive Entfernung vieler Partikel, einschließlich Mikroplastik, und bereiten Wasser für nachgelagerte Schritte wie Umkehrosmose auf. Sie unterstützen ein erstklassiges Abwassermanagement, indem sie den Eintrag von unbehandeltem Abwasser in die Umwelt begrenzen.
- Hohlfaser-Ultrafiltrationsmodul mit hoch hydrophiler PVDF-Membran und einer nominalen Porengröße von 0,025 µm.
- PureULTRA II eignet sich für die Oberflächenwasseraufbereitung, Wasserwiederverwendung sowie tertiäre Abwasserbehandlung und dient als robuste, energieeffiziente Barriere gegen Partikel, Mikroorganismen und Mikroplastik.
PFAS-Entfernung und fluorfreie Lösungen
- Die Kombination von Nano- und Ultrafiltration sowie Umkehrosmose ermöglicht die Reduktion von PFAS in Grund- und Oberflächenwasser.
- PFAS-freie Membranlösungen, etwa für Prozesswasser oder Energiespeicheranwendungen wie Ionenaustauschmembranen in Redox-Flow-Batterien, steigern die Sicherheit, Nachhaltigkeit und Effizienz unserer Systeme.
Von der Erkenntnis zur Wirkung
Erfahren Sie, wie MANN+HUMMEL Mikroplastik im Wasser in der Praxis adressiert. Besuchen Sie uns nächste Woche auf der IFAT in München und kommen Sie an unserem Messestand vorbei, um mehr über unsere Filtrationslösungen zu erfahren und mit unseren Experten ins Gespräch zu kommen.
Politisch schreitet die Regulierung von Mikroplastik und PFAS in der EU voran21: Primäres Mikroplastik in Kosmetika und Waschmitteln wird schrittweise verboten, außerdem werden Filterpflichten und Kennzeichnungsvorgaben für Mikrofasern aus Textilien diskutiert oder bereits eingeführt22. Auf europäischer Ebene wird die Beschränkung von über 10.000 PFAS-Verbindungen im Rahmen der REACH-Verordnung23 vorbereitet, ergänzt um neue Grenzwerte in der Trinkwasserrichtlinie24.
Parallel arbeitet die internationale Staatengemeinschaft an einem globalen Plastikabkommen25, das die Entstehung und Freisetzung von Kunststoffen inklusive Mikroplastik über den gesamten Lebenszyklus verringern soll. Für Betreiber von Wasserwerken, Industrieanlagen und Kommunen bedeutet dies: Die Anforderungen an Monitoring und Filtration werden weiter steigen – moderne Lösungen wie Membranbioreaktoren und Hochleistungs-Ultrafiltration schaffen bereits heute die technologische Basis dafür.
Auch im Alltag lassen sich Emissionen von Mikroplastik deutlich senken: Der Verzicht auf Produkte mit Mikroplastik in Peelings oder Duschgelen, der Umstieg auf Kleidung aus Naturfasern und der Einsatz von Waschmaschinenfiltern reduzieren Mikroplastik-Einträge ins Abwasser. Ebenso wichtig sind weniger Einwegplastik, wiederverwendbare Flaschen oder Tüten und eine konsequente Mülltrennung, damit weniger Kunststoffe in die Umwelt gelangen und dort zu Sekundärmikroplastik zerfallen.26
Innovation für eine Zukunft ohne Mikroplastik im Wasser
Forschende arbeiten weltweit an neuen Lösungen zur Entfernung von Mikroplastik aus Flüssen, Seen, dem Meer oder Leitungswasser: Intelligente Hydrogele27 sollen Partikel aufnehmen, an die Oberfläche transportieren und dort unter Lichteinwirkung zersetzen. Optimierte Membransysteme für Kläranlagen sollen Mikroplastik zusammen mit Krankheitserregern und Mikroschadstoffen zurückhalten. In der Membrantechnologie werden Nanofaserfilter und funktionalisierte Oberflächen entwickelt, um die Trennleistung, Flussraten und Energieeffizienz weiter zu verbessern.
Globale Initiativen wie Clean-Oceans-Programme und Forschungspartnerschaften zu zirkulären Kunststoffwirtschaften28 bündeln Investitionen und Know-how, um Mikroplastik an der Quelle zu reduzieren und bestehende Belastungen zu sanieren. Mit seiner Marke Water & Membrane Solutions positioniert sich MANN+HUMMEL sich in diesem Umfeld als Technologiepartner entlang der gesamten Wasserwertschöpfungskette – von der kommunalen Kläranlage bis zu industriellen Anwendungen – und trägt so dazu bei, Mikroplastik im Wasser Schritt für Schritt zu reduzieren und Wasser ohne Mikroplastik zur neuen Normalität zu machen.
Sind Sie an unseren Lösungen für sauberes Trink- und Brauchwasser interessiert? Kontaktieren Sie uns, wenn Sie zukunftssichere Lösungen für die Wasseraufbereitung planen. Setzen Sie auf MANN+HUMMEL. Wir trennen das Nützliche vom Schädlichen.
1 Was ist Mikroplastik? | Umweltbundesamt
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9 FAQ: Kunststoff-Pellets und Mikroplastik in Gewässern
10 Microplastic pollution in marine ecosystems: sources, impacts, and stakeholder-based solutions - PMC
11 Microplastics: Facts, research and open questions - BfR
13 Mikroplastik-Abfälle | Fachartikel | Bioökonomie
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17 Plastic in the ocean: the facts, effects and new EU rules | Topics | European Parliament
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24 Directive - 2020/2184 - EN - EUR-Lex
25 Global plastics treaty: UN experts call for centrality of human rights | UN News