59. Mikro- und Nanoplastik in der Umwelt – was geschieht da eigentlich?
Dauer 00:30:44
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Transkript
CORDIScovery Podcast – Folge #59 – Mikro- und Nanokunststoffe in der Umwelt – was geschieht da eigentlich?
Hierbei handelt es sich um eine KI-Transkription.
00:00:16:03 - 00:00:43:02
Abigail Acton
Hallo. Herzlich willkommen zu dieser Folge von CORDIScovery. Ich bin Abigail Acton und begrüße Sie. Viele von uns blicken angesichts der Mengen an Nano- und Mikroplastik in unserer Umwelt mit einem gewissen Unbehagen in die Zukunft. Wenn auch Sie sich fragen, welche Auswirkungen das Ganze haben könnte, dann hören Sie uns weiter zu. Der exponentielle Anstieg der Produktion und des Verbrauchs von Kunststoffen hinterlässt immer mehr Plastikmüll in der Umwelt, der kontinuierlich in immer kleinere Teilchen zerfällt.
00:00:43:05 - 00:01:13:24
Abigail Acton
Reifenabrieb, zerfallende Textilien, in der Landwirtschaft genutzte Kunststoffe oder weggeworfener Müll: Das sind nur einige Beispiele dafür, auf welch vielfältigen Wegen Kunststoffe in unsere Umwelt gelangen und über den Boden in das Trinkwasser, die Luft und die Nahrungsketten eindringen. Während in den letzten Jahrzehnten das Vorkommen von Mikroplastik im Ozean bereits umfassend untersucht wurde, ist das Vorhandensein von Mikroplastik im Boden erst seit Kurzem zu einem wichtigen Forschungsthema geworden, wobei diese Studien zeigen, dass Pflanzen durch den Kontakt mit Mikroplastik verändert werden.
00:01:14:00 - 00:01:45:12
Abigail Acton
Es wurden erhebliche physiologische Reaktionen von Pflanzen auf Mikroplastik festgestellt. Dazu gehören beispielsweise ein Rückgang des Chlorophyllgehalts und erhöhte Werte von Stresshormonen, die sowohl bei Labor- als auch bei Feldpflanzen aufgrund der Präsenz von Mikroplastik im Boden festgestellt wurden. Ungeachtet jüngster Bemühungen, die mit Mikro- und Nanoplastik verbundenen Risiken in Bezug auf den Menschen zu bewerten, wissen wir noch immer nicht genug. Ein Grund dafür ist der Mangel an zuverlässigen, validierten Methoden, mit denen sich die benötigten wissenschaftlich fundierten Daten gewinnen lassen.
00:01:45:14 - 00:02:09:20
Abigail Acton
Unsere heutigen Gäste, deren Arbeit durch Mittel aus der EU-Forschungs- und Innovationsfinanzierung unterstützt wurde, können uns ein besseres Verständnis der Zusammenhänge vermitteln. Luca Nizzetto ist leitender Wissenschaftler am Norwegian Institute for Water Research in Oslo. Er stimmte wegweisende internationale Forschungsarbeiten zum Thema Plastikverschmutzung in landwirtschaftlichen Ökosystemen ab und zeigte im Zusammenhang damit das weitverbreitete Vorkommen von Mikroplastik sowie dessen Auswirkungen auf Bodenfruchtbarkeit und Kulturpflanzen auf.
00:02:09:21 - 00:02:11:12
Abigail Acton
Hallo Luca. Herzlich willkommen.
00:02:11:14 - 00:02:14:04
Luca Nizzetto
Ich grüße Sie. Ich danke Ihnen vielmals. Und ich freue mich sehr, hier dabei zu sein.
00:02:14:04 - 00:02:29:18
Abigail Acton
Wir sind sehr froh, dass Sie dabei sind. Alba Hernandez ist Professorin für Genetik und Leiterin der Mutagenese-Gruppe an der Autonomen Universität Barcelona. Ihr besonderes Interesse gilt der Frage, welche langfristigen Auswirkungen auf die Gesundheit der Menschen von neu auftretenden Schadstoffen zu erwarten sind. Herzlich willkommen, Alba.
00:02:29:20 - 00:02:34:05
Alba Hernandez Bonilla
Hallo zusammen. Es ist wirklich schön für mich, hier bei Ihnen dabei zu sein.
00:02:34:07 - 00:02:44:22
Abigail Acton
Mark Morrison ist leitender Berater bei Optima in Glasgow. Er konzentriert sich schwerpunktmäßig auf die Frage, wie lebende Organismen bei der Entwicklung neuer, nachhaltiger Verfahren zum Einsatz kommen können. Hallo Mark.
00:02:44:24 - 00:02:48:04
Mark Morrison
Ich grüße Sie, Abigail. Ich freue mich sehr, mit Ihnen allen zusammen hier dabei zu sein.
00:02:48:06 - 00:03:03:17
Abigail Acton
Super. Okay. Luca, ich wende mich zuerst an Sie. Das Ziel des Projekts PAPILLONS bestand darin, unser Verständnis dafür zu verbessern, welche Auswirkungen in der Landwirtschaft genutzte Kunststoffe haben, wenn sie Abbau und Zerfall ausgesetzt sind. Luca, warum gerade dieses Forschungsgebiet? Was hat Sie zu diesem Thema geführt?
00:03:03:19 - 00:03:26:22
Luca Nizzetto
Nun, ja. Im Alter von zwanzig Jahren absolvierte ich eine Ausbildung zum Marineoffizier und nachdem ich meinen Berufsweg bei der italienischen Marine begonnen hatte, wurde mir klar, dass meine innerliche Motivation eigentlich eher der Natur als den Waffen galt. Deshalb wandte ich mich den Naturwissenschaften zu, in vollem Bewusstsein, dass wir gerade eine der schwerwiegendsten Umweltkrisen in der Geschichte unseres Planeten durchleben.
00:03:26:24 - 00:03:43:08
Luca Nizzetto
Einen echten Krieg, wenn man es so sehen will. Verursacht durch den Klimawandel, den Verlust der biologischen Vielfalt und die Umweltverschmutzung. Ich habe mich entschieden, mich auf die Umweltverschmutzung zu konzentrieren, die möglicherweise die bisher am wenigsten erforschte dieser Ursachen ist und natürlich auch einen Auslöser für Gesundheitsprobleme beim Menschen darstellt.
00:03:43:12 - 00:03:44:17
Abigail Acton
Definitiv.
00:03:44:19 - 00:04:01:14
Luca Nizzetto
Umweltverschmutzung kommt in vielen Formen daher und umfasst, wie Sie zu Beginn korrekt darlegten, auch Plastik und Mikroplastik. In den letzten zehn Jahren bestand mein Beitrag hauptsächlich in der Erforschung von Mikroplastik in terrestrischer Umgebung. Das war damals ein ganz neuer Zweig auf diesem Gebiet.
00:04:01:15 - 00:04:09:13
Abigail Acton
Ich verstehe. Super. Wenn wir nun von Kunststoffen in der Umwelt sprechen, was ist gegenwärtig unter diesem Begriff zu verstehen? Lassen Sie uns bitte wirklich klarstellen, worüber wir hier heute reden.
00:04:09:14 - 00:04:26:23
Luca Nizzetto
Selbstverständlich. Nun, Jahr für Jahr gelangen sechzig bis achtzig Millionen Tonnen unsachgemäß entsorgte Kunststoffe in die terrestrische Umwelt. Und das ist eine Menge Plastik. Das entspricht beispielsweise etwa drei Millionen Standardcontainern, wie sie von den Frachtschiffen rund um die Welt transportiert werden.
00:04:26:23 - 00:04:28:03
Abigail Acton
Unglaublich.
00:04:28:05 - 00:04:39:15
Luca Nizzetto
Deshalb ist die Plastikverschmutzung nicht einfach nur ein Abfallproblem. Es handelt sich um einen Prozess von globaler Tragweite. Diese in die Umwelt gelangenden Kunststoffe werden als Umweltplastik bezeichnet.
00:04:39:20 - 00:05:12:17
Luca Nizzetto
Das Meiste davon liegt derzeit in Form von eher großteiligem Abfall wie herumliegendem, unsachgemäß oder illegal entsorgtem Müll vor. Die Zersetzung in Mikro- und Nanokunststoffe ist jedoch unvermeidlich. Diese Partikel sind langlebig und mobil und können sich geografisch weit verbreiten, wobei der Boden als ein wichtiges, vielleicht sogar weltweit bedeutendstes Aufnahmemedium fungiert. Mikroplastik kann die Gesundheit von Boden und Pflanzen beeinträchtigen. Kleine Mikro- und Nanoplastikteilchen können sich in Pflanzen anreichern, nachdem sie über die Wurzeln in diese hineingelangt sind.
00:05:12:18 - 00:05:18:00
Luca Nizzetto
Auf diese Weise erreichen sie auch die essbaren Teile. Und geraten dann in die menschliche Nahrungskette.
00:05:18:02 - 00:05:30:08
Abigail Acton
Das ist eine sehr anschauliche Erklärung. Und es handelt sich um eine riesige Menge. Wirklich gewaltige Mengen. Was hat PAPILLONS nun unternommen, um die Auswirkungen über die Landwirtschaft auf die Gesundheit der Menschen besser zu verstehen?
00:05:30:09 - 00:05:57:12
Luca Nizzetto
Dank der Unterstützung durch das Horizont-Rahmenprogramm konnten wir die Kräfte von zwanzig europäischen Forschungsinstituten bündeln, um erstmals auf europäischer Ebene Licht in die Quellen, das Vorkommen und die Auswirkungen von Mikroplastik aus der Landwirtschaft zu bringen. Beispielsweise entwickeln wir Methoden, um zu quantifizieren, wie viel und welche Art von Kunststoff in den verschiedenen Regionen Europas in der Landwirtschaft zum Einsatz kommt.
00:05:57:16 - 00:06:08:09
Luca Nizzetto
Wir erstellen einen europäischen Atlas über Kunststoffabfall in der Landwirtschaft, der hilfreich dabei ist, Expositionsrisiken abzuschätzen, aber auch, um bessere Optionen für die Abfallbewirtschaftung zu planen.
00:06:08:11 - 00:06:20:22
Abigail Acton
Und ist dieser Atlas, was eine schöne Beschreibung des Produkts ist, etwas, das einzusehen und anzusehen ist? Können ihn alle betrachten? Oder ist das etwas, das eigentlich eher nur für andere Wissenschaftsteams und eine geschlossene Gruppe bestimmt ist?
00:06:20:24 - 00:06:40:17
Luca Nizzetto
Natürlich gibt es einen Link auf unserer Webseite, über den er zugänglich ist. Alle können ihn erkunden und sich beispielsweise einen Überblick darüber verschaffen, wie viel Plastik in der eigenen Region anfällt. Der Atlas ist auf unserer Webseite https://www.papillons-h2020.eu/ zu finden.
00:06:40:19 - 00:06:46:20
Abigail Acton
Aha. Und es schreibt sich PAPILLONS, P-A-P-I-L-L-O-N-S, richtig?
00:06:46:21 - 00:06:47:18
Luca Nizzetto
Das ist korrekt.
00:06:47:19 - 00:06:56:21
Abigail Acton
Großartig. Sie können nun diesen wunderbaren Atlas vorweisen, der den Menschen die Verbreitung dieses problematischen Plastiks veranschaulicht. Was hat das Projektteam noch geleistet?
00:06:56:23 - 00:07:45:11
Luca Nizzetto
Ja, wir konnten zum Beispiel sehr ausgefeilte Experimente in einem Labor durchführen, das auf eine Weise ausgestattet war, dass Umweltbedingungen nachempfunden werden konnten, um zu verstehen, wie sich Kunststoffe im Boden und aus dem Boden heraus bewegen und sich anreichern oder Boden, Organismen und Pflanzen beeinflussen. Wir konnten außerdem sehr groß angelegte Versuche auf echten landwirtschaftlichen Feldern in Süd-, Mittel- und Nordeuropa gleichzeitig konzipieren, bei denen wir dem Boden auf kontrollierte Weise künstlich Mikroplastik zusetzten, um langfristig, beispielsweise über zwei Jahre oder länger, Veränderungen der Bodengesundheit, der Fruchtbarkeit und der Pflanzenleistung sowie der Nährwerteigenschaften der durch Plastik beeinträchtigten Nutzpflanzen zu untersuchen.
00:07:45:15 - 00:08:17:21
Luca Nizzetto
Zu guter Letzt – und das ist besonders wichtig – ist es uns zudem gelungen, die erste großräumige europäische Überwachung von Mikroplastik in landwirtschaftlichen Böden durchzuführen und dabei mehrere technische Probleme zu überwinden, die mit der anspruchsvollen Analyse zur Erkennung und Messung dieser winzigen Partikel im Boden verbunden waren. Sie können sich das wie die Suche nach der berühmten Nadel im Heuhaufen vorstellen. Aber wir haben es geschafft, europaweit mehr als siebzig Standorte zu besuchen und einen ersten Überblick darüber zu geben, wie stark Europa durch diese Kontaminanten belastet ist.
00:08:17:22 - 00:08:30:03
Abigail Acton
Das klingt tatsächlich nach einem sehr gründlichen Ansatz, und es scheint, als hätten Sie einige ziemlich wichtige Ergebnisse erzielt. Könnten Sie uns noch ein wenig mehr darüber berichten, was Sie durch diese Experimente tatsächlich herausgefunden haben?
00:08:30:05 - 00:09:10:20
Luca Nizzetto
Aber sicher. Wir stellten fest, dass Mikroplastik in den europäischen Böden leider bereits weit verbreitet ist, wobei es Hotspots gibt, an denen der Kunststoffanteil im Boden bei 0,1 bis 0,8 Gewichtsprozent liegt. Und das sind sehr hohe Konzentrationen, die weit über dem Wirkungsniveau liegen. Der Kunststoffeinsatz in der Landwirtschaft ist eine wichtige Quelle dieser Umweltbelastung, aber nicht die einzige: Auch die Düngung mit Klärschlamm oder kontaminiertem Kompost sowie die diffuse atmosphärische Ablagerung von kleinen Kunststoffpartikeln aus der Luft können an manchen Standorten die dominierenden Quellen darstellen.
00:09:10:22 - 00:09:27:18
Luca Nizzetto
Zudem erkannten wir, dass die Bodeneigenschaften bereits bei ökologisch plausiblen Konzentrationen durch diese Belastung beeinträchtigt werden können. Insbesondere stören Mikroplastikpartikel auf Feldebene den Nährstoffkreislauf, der für die Bodenfruchtbarkeit entscheidend ist.
00:09:27:21 - 00:09:30:06
Abigail Acton
Und was bedeutet das im Endeffekt?
00:09:30:08 - 00:09:58:15
Luca Nizzetto
Nun, es bedeutet, dass die Landwirtschaftsbetriebe, um die Leistungsfähigkeit der landwirtschaftlichen Nahrungsmittelerzeugung aufrechtzuerhalten, möglicherweise andere Praktiken einführen oder ihre Böden anders behandeln müssen. Das gilt insbesondere mit Blick in die Zukunft, in der diese Konzentrationen steigen werden. Wir müssen uns dieser traurigen Tatsache bewusst sein. Vielleicht stehen wir erst am Anfang eines zunehmenden Trends.
00:09:58:16 - 00:10:16:18
Abigail Acton
Das knüpft eigentlich sehr gut an meine letzte Frage an. Denn wie Sie es sagen, wissen wir bereits, dass es Riesenmengen an Kunststoffen gibt, die noch nicht abgebaut sind. In Bezug auf Ihre Forschung und Ihre Erkenntnisse: Inwiefern hoffen Sie, dass sie in die politische Entscheidungsfindung einfließen werden? Glauben Sie, dass sie möglicherweise etwas verändern oder Dinge verbessern könnten?
00:10:16:19 - 00:11:00:04
Luca Nizzetto
Ja, natürlich. Diese Erkenntnisse wecken auch Bedenken hinsichtlich der Zukunft der Lebensmittel- und der Ernährungssicherheit. Wenn wir über die Auswirkungen auf die Bodenfruchtbarkeit sprechen, sollten wir stets daran denken, dass, wie wir es gerade betonten, die Menge an Mikroplastik zukünftig zunehmen wird. Kleine Mikroplastikpartikel werden von Nutzpflanzen aufgenommen. Und das wird auch zum Problem für die Gesundheit der Menschen. Daher muss die Politik das Konzept „Eine Gesundheit“ verfolgen, demgemäß der Schutz der Umwelt und der Schutz der menschlichen Gesundheit als ein übergreifendes Thema betrachtet werden.
00:11:00:08 - 00:11:08:19
Abigail Acton
Super. Soweit ich weiß, wurden Ihre Ergebnisse bereits an einige für politische Entscheidungen Verantwortliche weitergeleitet. Inwiefern fließen diese in aktuelle wissenschaftliche Veröffentlichungen zu diesem Thema ein?
00:11:08:22 - 00:11:52:09
Luca Nizzetto
Wir waren sehr aktiv an Dialogen mit der Europäischen Kommission beteiligt, und diese zeigte sich aufgeschlossen gegenüber den Entwicklungen und Entdeckungen dieser Projektarbeit. Während wir parallel an der Entwicklung des politischen Rahmenwerks für den Bodenschutz, des sogenannten Bodenüberwachungsgesetzes, arbeiteten, konnten wir in letzter Minute, nur wenige Tage vor der endgültigen Verabschiedung des Gesetzes, sicherstellen, dass Mikroplastik in der Richtlinie als kritische Bodenkontamination erwähnt wurde, die in zukünftigen Verordnungen und Überwachungsmaßnahmen Berücksichtigung finden muss.
00:11:52:09 - 00:11:53:18
Abigail Acton
Fantastisch.
00:11:53:19 - 00:11:58:16
Luca Nizzetto
Wir freuen uns sehr, dass es uns gelungen ist, diese ersten Wirkungen zu erzielen.
00:11:58:17 - 00:12:11:07
Abigail Acton
Ja, das klingt hervorragend. Und es ist ein konkretes Projektergebnis, auf das Sie sicherlich stolz sein können. Einfach prima. Ich danke Ihnen vielmals. Das war eine ausgezeichnete Erklärung. Vielen Dank an Sie, Luca. Hat jemand Fragen an Luca oder Anmerkungen? Ja, bitte. Alba.
00:12:11:11 - 00:12:25:09
Alba Hernandez Bonilla
Nun. Ich möchte Luca fragen: Was ist Ihrer fachlichen Einschätzung nach derzeit die größte methodische Herausforderung, um die Exposition zu verstehen und die Belastung in der Umwelt zu quantifizieren?
00:12:25:13 - 00:13:02:13
Luca Nizzetto
Nun, ja. Ich danke Ihnen sehr. Dabei gibt es eine deutliche Herausforderung, und zwar die hohen Kosten der Durchführung von Überwachungsstudien. Die Analyse von Mikroplastik im Boden kostet etwa 1 500 EUR je Probe. Und bildet einen stark limitierenden Faktor, um etwa eine routinemäßige Überwachung auf nationaler Ebene einzurichten. Wir müssen diesen Prozess optimieren und die Umsetzung der bevorstehenden Umweltschutzverordnung unterstützen.
00:13:02:14 - 00:13:19:01
Abigail Acton
Könnte KI dabei helfen? Wir haben manchmal Gäste in der Sendung, die über Massenspektrometrie sprechen, mit der chemische Zusammensetzungen in einem breiteren Kontext ermittelt werden. Ich meine, wenn eine Art Sensor eingesetzt und dann von KI ausgewertet werden könnte – würde dann die Sache nicht viel schneller und einfacher funktionieren?
00:13:19:02 - 00:13:41:22
Luca Nizzetto
Genau so ist es tatsächlich. Es gibt verschiedene Verfahren, die zum Nachweis dieser Mikroplastikpartikel dienen können. Bei einem davon kommt Massenspektrometrie zum Einsatz, und dies scheint ein vielversprechender schnellerer und effizienterer Weg zu sein. Real bestehen Kunststoffe größtenteils aus Kohlenstoff und Wasserstoff, ähnlich wie die meisten organischen Bestandteile des Bodens.
00:13:41:24 - 00:13:42:14
Abigail Acton
Ah, ja.
00:13:42:15 - 00:13:48:15
Luca Nizzetto
Deshalb ist es immer noch recht schwierig, ein klares Signal zu erhalten, das eindeutig mit Kunststoff verknüpft ist.
00:13:48:16 - 00:13:50:19
Abigail Acton
Ja, das verkompliziert die Sache ein wenig.
00:13:50:20 - 00:14:20:15
Luca Nizzetto
Genau. Andererseits nutzen wir einen Ansatz mit hochkomplexen Mikroskopen, die auf Infrarotspektroskopie beruhen. Mit ihnen können gleichzeitig die Polymere erkannt sowie Informationen über die Form und die Farbe des Kunststoffs gegeben werden. Und das ist entscheidend, um beispielsweise die Quellen zu identifizieren, die uns Aufschluss darüber geben, wo die Prioritäten liegen und worauf wir uns konzentrieren sollten, um die weitere Umweltbelastung einzudämmen.
00:14:20:19 - 00:14:38:13
Abigail Acton
Perfekt. Oh, das klingt ausgezeichnet. Das ist interessant. Es ist sehr interessant zu erfahren, welche Instrumente Sie tatsächlich einsetzen, um nach ihnen zu suchen. Und die Idee, die Quellen ermitteln zu können. Sicher. Das ist überaus wichtig. Ich danke Ihnen sehr. Luca, danke. Alba, ich wende mich nun an Sie: Mithilfe der Kombination bahnbrechender Forschung und validierter Testmethoden
00:14:38:14 - 00:14:52:08
Abigail Acton
wurden im Rahmen von PLASTICHEAL fundierte wissenschaftliche Belege dafür erbracht, wie Mikroplastik aus der Umwelt mit unserem Körper interagiert. Wir haben nun erfahren, dass es da draußen eine Menge Plastik gibt. Was geschieht damit eigentlich in unserem Körper, Alba?
00:14:52:10 - 00:15:22:17
Alba Hernandez Bonilla
Nun, ja. Tatsächlich gibt es bereits zahlreiche Informationen darüber, wie viel Mikroplastik in der Umwelt vorkommen könnte, aber es fehlen noch immer viele Erkenntnisse darüber, wie sich dieses Mikroplastik tatsächlich in unserem Körper auswirkt. Wir wissen, dass die Menschen diesem Mikroplastik ständig ausgesetzt sind: über die Luft, die sie atmen, die Nahrung, die sie zu sich nehmen, und das Wasser, das sie trinken. Die Frage lautet also, was dieses Ausgesetztsein auf lange Sicht für die menschliche Gesundheit bedeuten könnte.
00:15:22:19 - 00:15:49:24
Alba Hernandez Bonilla
Um diese Frage zu beantworten, ist in diesem Zusammenhang die Größe entscheidend, da viele Mikroplastikpartikel zu groß sind, um die natürlichen Barrieren des Körpers überwinden zu können. Dabei geht es um die Lunge und den Darm. Nanoplastik ist jedoch winzig genug, um diese Barrieren potenziell zu überwinden: Es gelangt in die Lunge und den Darm und von dort in den Blutkreislauf; von dort aus verteilt es sich im gesamten Körper auf die verschiedenen Organe, wo es sich im Laufe der Zeit ansammeln kann.
00:15:50:00 - 00:15:50:11
Abigail Acton
Aha, verstehe.
00:15:50:12 - 00:15:59:22
Alba Hernandez Bonilla
Deshalb habe ich mich besonders für Nanoplastik interessiert, jene kleinsten Partikel und die möglichen langfristigen Auswirkungen.
00:16:00:01 - 00:16:07:14
Abigail Acton
Einfach super. Ja, das ist auf alle Fälle etwas, das untersucht werden muss. Was wurde im Zuge von PLASTICHEAL unternommen, um diese Zusammenhänge zu verstehen?
00:16:07:15 - 00:16:36:08
Alba Hernandez Bonilla
Wir haben unter anderem versucht, der Realität möglichst nahekommende Expositionsbedingungen sehr genau nachzubilden. In vielen Laborstudien werden Zellen für kurze Zeit sehr hohen Konzentrationen von Mikroplastik ausgesetzt. Das ist sehr nützlich, um zu verstehen, ob Mikroplastik toxisch ist oder nicht, spiegelt aber möglicherweise nicht wirklich wider, was im Alltag geschieht, wenn Menschen viele Jahre lang viel geringeren Konzentrationen ausgesetzt sind.
00:16:36:08 - 00:16:50:23
Alba Hernandez Bonilla
Deshalb haben wir den Versuch unternommen, fortgeschrittene Langzeit-Labormodelle mit menschlichen Zellen zu entwickeln, und diese Zellen dann über längere Zeiträume geringen Konzentrationen von Nanoplastik ausgesetzt und beobachtet, was im Zeitverlauf geschah.
00:16:50:24 - 00:16:51:09
Abigail Acton
Okay.
00:16:51:10 - 00:17:01:22
Alba Hernandez Bonilla
Dabei konzentrieren wir uns auf zwei Zelltypen, zum einen auf Epithelzellen, jene Zellen, die die Organwände auskleiden und
00:17:01:24 - 00:17:28:04
Alba Hernandez Bonilla
die als erste mit dem Schadstoff in Kontakt kommen. Außerdem untersuchten wir Stammzellen, langlebige Zellen, die dafür zuständig sind, während des gesamten Lebens Gewebe zu erneuern. Mithilfe dieser Versuchsanordnungen betrachteten wir verschiedene biologische Prozesse, nachdem diese Zellen über einen längeren Zeitraum der Einwirkung ausgesetzt waren. Beispielsweise prüften wir, an welchen Stellen Gene anders ein- oder ausgeschaltet werden,
00:17:28:05 - 00:17:45:07
Alba Hernandez Bonilla
ob sich DNS-Schäden ansammeln, wo die Zellen ihre Wachstumsweise oder die Art und Weise, wie sie miteinander kommunizieren, ändern. Und ob sie beginnen, Eigenschaften anzunehmen, die wir normalerweise mit den Frühstadien der Krebsentstehung in Verbindung bringen.
00:17:45:08 - 00:17:49:06
Abigail Acton
Ah ja. Das ist überaus interessant. Was konnten Sie denn herausfinden, Alba?
00:17:49:07 - 00:18:16:09
Alba Hernandez Bonilla
Nun, tatsächlich ist eine unserer interessantesten Erkenntnisse, dass sich diese Epithelzellen und Stammzellen bereits bei diesen niedrigen Konzentrationen und Dosen, also realistischen Dosen, denen wir in der Umwelt begegnen können, auf molekularer Ebene anders verhalten. Ihre Gene und einige ihrer biologischen Prozesse verändern sich tatsächlich aufgrund der chronischen, langfristigen Exposition.
00:18:16:10 - 00:18:26:18
Alba Hernandez Bonilla
Und dann verhalten sich die Zellen nicht mehr wie gesunde Zellen, sondern eher so, wie wir es mit einem tumorösen Phänotyp, mit tumorähnlichen Zellen, assoziieren.
00:18:26:20 - 00:18:34:06
Abigail Acton
Nun ja. Aber um das klarzustellen: Sie behaupten nicht unbedingt, dass ein direkter Zusammenhang zwischen dem Ausgesetztsein und Krebs besteht.
00:18:34:07 - 00:19:05:24
Alba Hernandez Bonilla
Tatsächlich funktioniert Wissenschaft nie derart einfach. Es gibt keinen eindeutigen Zusammenhang zwischen der Exposition gegenüber Nanokunststoffen und Krebs. Wichtig ist jedoch festzustellen, dass wir einen Zusammenhang zwischen Veränderungen biologischer Prozesse beobachten, die in gewisser Weise mit Krebs in Verbindung stehen. Auch wenn es sich dabei nicht um einen direkten Zusammenhang handelt. Es gibt jedoch Hinweise, die wir genauer erkunden müssen. Was nach langfristiger Exposition geschieht, ist ein deutlicher Hinweis darauf, dass wir uns damit realistischer auseinandersetzen sollten.
00:19:05:24 - 00:19:11:04
Alba Hernandez Bonilla
Was passiert mit den Zellen und dem Gewebe unter diesen realistischen Bedingungen des Ausgesetztseins?
00:19:11:06 - 00:19:13:08
Abigail Acton
Richtig. Es liegt somit eindeutig eine Störung vor.
00:19:13:09 - 00:19:14:00
Alba Hernandez Bonilla
Ja.
00:19:14:01 - 00:19:20:24
Abigail Acton
Okay. Wenn wir an zukünftige Generationen denken, Alba, was sind Ihrer Meinung nach die wichtigsten Punkte, die aus Ihrem Projektbereich heraus zu berücksichtigen sind?
00:19:21:01 - 00:19:51:22
Alba Hernandez Bonilla
Ich denke oft über das nach, was ich den endlosen Kreislauf der Umweltkontaminanten nenne. Ihn konnten wir in typischer Weise bei vielen Schadstoffen beobachten. Es gibt ein Produkt, das auf den Markt gebracht wird und als sicher beworben wird. Dann gelangt es in unsere alltäglich benutzten Produkte. Es verbreitet sich in der Umwelt, und erst viel, viel später, oft erst etwa zehn oder zwanzig Jahre später, stellen wir fest, dass es möglicherweise gesundheitsschädlich ist, und erst dann ergreifen wir Maßnahmen.
00:19:51:23 - 00:20:20:15
Alba Hernandez Bonilla
Und was für mich wichtig ist: Ich denke, genau das beobachten wir gegenwärtig bei Mikro- und Nanoplastik. Wir realisieren erst jetzt, dass sie schädlich sein könnten. Ich wünsche mir, dass meine Erkenntnisse dazu beitragen, diesen Kreislauf irgendwie zu durchbrechen und die Zeit zu verkürzen, die wir benötigen, um wirklich Maßnahmen zu ergreifen, falls festgestellt wird, dass diese Mikro- und Nanokunststoffe tatsächlich ein Problem für unsere Gesundheit darstellen.
00:20:20:16 - 00:20:30:13
Abigail Acton
Fantastisch. Okay. Vielen Dank an Sie. Vielen Dank für die wichtige Arbeit und die sehr anschauliche Erklärung. Die ich sehr zu schätzen weiß. Nun bitte, möchte sich jemand an Alba wenden? Ja, Mark.
00:20:30:15 - 00:20:31:05
Mark Morrison
Hallo Alba.
00:20:31:06 - 00:20:31:17
Alba Hernandez Bonilla
Ich grüße Sie.
00:20:31:21 - 00:20:42:04
Mark Morrison
Konnten Sie Unterschiede bei verschiedenen Kunststoffarten beobachten? Sie haben sicher viele verschiedene Nanokunststoffe betrachtet. Waren bestimmte Polymere schädlicher als andere?
00:20:42:05 - 00:21:10:13
Alba Hernandez Bonilla
Nun. Das ist eine wirklich interessante und relevante Frage, denn wir haben bei diesem Versuch versucht, ein realistisches Szenario nachzustellen. Wir verwendeten verschiedene Nanokunststoffe. Einige davon sind dem, was wir in der Umwelt vorfinden, sehr ähnlich. Diese Kunststoffe wurden zum Beispiel von Plastikflaschen oder Teebeuteln freigesetzt. Und diese ähneln sehr stark den Eigenschaften, die wir in der Umwelt fanden.
00:21:10:13 - 00:21:42:19
Alba Hernandez Bonilla
Andere von uns eingesetzte Kunststoffe sind eher künstlicher Natur, und ähneln nicht wirklich dem, was wir in der Umwelt gefunden haben. Wir beobachteten, dass jene Kunststoffe, die den in der Natur vorkommenden stärker ähneln, die Zellen stärker beeinträchtigen. Es besteht somit ein Zusammenhang zwischen der Realitätsnähe des Materials und der Aussagekraft der von uns erzielten Ergebnisse.
00:21:42:20 - 00:22:01:09
Alba Hernandez Bonilla
Daher halte ich es für sehr wichtig, dass sich die Fachgemeinschaft, die Wissenschaft, ausschließlich auf diese realistischen Mikro- und Nanokunststoffe konzentriert und all jene Testmaterialien außer Acht lässt, die nicht den in der Umwelt vorzufindenden Stoffen ähneln.
00:22:01:14 - 00:22:18:08
Abigail Acton
Okay. Einfach prima. Ich danke Ihnen vielmals, Alba. Das ist wunderbar. Mark, nun wende ich mich an Sie. Auch das Projekt PlasticsFatE hat sich damit befasst, wie wir auf Mikro- und Nanopartikel in unserer Umwelt reagieren. Aber Mark, bei Ihrer Projektarbeit ging es um die Untersuchung der Auswirkungen von Mikroplastik auf den menschlichen Körper unter einem etwas anderen Ansatz. Können Sie mir darüber mehr berichten?
00:22:18:10 - 00:22:45:21
Mark Morrison
Aber ja. Natürlich kann ich das, Abigail. Unser Wunsch war, zu verstehen, wie sich Mikro- und Nanokunststoffe in der realen Welt verhalten, nicht nur unter Laborbedingungen. In der Praxis, in der echten Welt, sind sie, wie wir von den anderen gehört haben, nie im ursprünglichen Zustand. Sie sind mit verschiedenen Stoffen überzogen, also mit Schichten von biologischen und chemischen Kontaminanten.
00:22:45:21 - 00:23:13:08
Mark Morrison
Sie müssen sich nur einmal die Kunststoffe ansehen, die sich am Strand, auf einem Feld oder wo auch immer anfinden. Sie sind oft völlig verschmutzt oder ölig oder was auch immer. Und uns interessierte, welche Auswirkungen der Kunststoff allein hat und welche Effekte bei Plastik in Verbindung mit Verunreinigungen auftreten. Und wie es Alba bereits erwähnte, interessierten wir uns auch für die Unterschiede zwischen verschiedenen Kunststoffarten; wir arbeiteten deshalb mit der Exposition gegenüber PET aus Plastikflaschen und Polyethylen aus Verpackungen.
00:23:13:08 - 00:23:46:07
Mark Morrison
Was geschieht, wenn sie in Partikel unterschiedlicher Größe oder in Mikro- und Nanopartikel zerfallen? Was passiert, wenn sie unterschiedliche Formen aufweisen? Wir betrachteten sie sowohl im ursprünglichen Zustand – so, wie sie in einem reinen Produkt vorzufinden sind – als auch im von uns kontaminiertem Zustand. Die Mikroplastikpartikel beschichteten wir mit Bakterien, die in der Meeres-, See- und Brackwasserumwelt vorkommen, und die Nanoplastikpartikel mit Chemikalien, die häufig bei der Kunststoffherstellung eingesetzt werden.
00:23:46:07 - 00:24:12:16
Mark Morrison
Diese untersuchten wir anhand von Zellsystemen, die die normalen oder häufigsten Wege nachbildeten, wie Menschen diesen Stoffen ausgesetzt sind. Wir betrachteten in erster Linie den Magen-Darm-Trakt, aber auch die Atemwege. Wir konnten die Effekte dieser Partikel anhand von Veränderungen der Genexpression und der Proteinaktivität messen.
00:24:12:18 - 00:24:32:17
Abigail Acton
Das klingt nach einem sehr gründlichen Vorgehen und ist auch dringend notwendig, denn es handelt sich eindeutig um einen Ansatz, der die realistische Situation betrachtet, in der wir uns wiederfinden können – nämlich jene Körperteile, die tatsächlich von Plastikpartikeln beeinträchtigt werden könnten, die mit Stoffen kontaminiert sind, die in der realen Welt dort vorkommen könnten. Wurde das zuvor schon einmal gemacht? Denn es scheint doch logisch zu sein, derart vorzugehen?
00:24:32:19 - 00:24:59:19
Mark Morrison
Wohl nicht in dieser Größenordnung. Einer der großen Beiträge von PlasticsFatE zusammen mit anderen Projekten bestand darin, mehr Konsistenz in diesen Ansatz zu bringen. Dabei waren wir Teil eines Clusters aus fünf Projekten, des CUSP-Clusters, die im Rahmen desselben Aufrufs finanziert wurden. Harmonisierung bildete hier einen Schlüsselbegriff. Einige der Forscherinnen und Forscher, die an unserem Projekt und anderen Projekten beteiligt waren, hatte bereits in der Vergangenheit mit technisch hergestellten Nanomaterialien gearbeitet.
00:24:59:19 - 00:25:23:06
Mark Morrison
Und in der Anfangsphase dieser Forschung traten recht unterschiedliche Ergebnisse zutage, da die Forschungsgruppen, die sich mit den technisch hergestellten Nanomaterialien befassten, unterschiedliche Materialtypen verwendeten. Diese waren nicht gut charakterisiert, und da sie nach unterschiedlichen Methoden vorgingen, erzielten sie unterschiedliche Ergebnisse. Wir gingen deshalb von der Voraussetzung aus, dass wir über eine Menge gut charakterisierter Materialien verfügen wollten.
00:25:23:06 - 00:25:43:22
Mark Morrison
Deshalb nahmen wir verschiedene Kunststoffarten, stellten sie in unterschiedlichen Größen und Formen her und charakterisierten sie sehr genau. Diese Materialsätze haben wir dann in all unseren Experimenten benutzt. Somit konnten wir anschließend die Ergebnisse analysieren und feststellen, was auf die jeweilige Kunststoffart, -größe, -form und die von uns untersuchte Verunreinigung zurückzuführen war.
00:25:43:23 - 00:25:44:14
Abigail Acton
Fantastisch.
00:25:44:16 - 00:25:46:00
Mark Morrison
Sowie auf die Kombination aus beidem.
00:25:46:02 - 00:25:56:23
Abigail Acton
Das hört sich sehr umfassend an. Und klar, Normung ist ganz immer überaus wichtig. Sonst ist nicht bekannt, ob Gleiches mit Gleichem verglichen wird. Nun, Mark, natürlich muss ich Sie fragen: Was fanden Sie heraus und welche Auswirkungen diese Ergebnisse?
00:25:57:04 - 00:26:21:13
Mark Morrison
Nun, was wir dabei herausfanden, war wirklich interessant. Wir stellten fest, dass es, wie bereits erwähnt, sogenannte akute Effekte und Langzeiteffekte gibt. Bei den ursprünglichen Kunststoffen – und wir haben uns die gängigen wie PET und Polyethylen angesehen – gab es über einen akuten Zeitraum, also eine kurze Zeitspanne, hinweg nur sehr geringe Auswirkungen. Aber als wir diese untersuchten, nachdem sie kontaminiert waren,
00:26:21:13 - 00:26:57:00
Mark Morrison
konnten wir bei dem mit Bakterien kontaminierten Mikroplastik in unseren Modellen Veränderungen in den Zellreaktionen beobachten. Besonders ausgeprägt war es im Modell des Magen-Darm-Trakts und in den Modellen für Menschen mit Magen-Darm-Erkrankungen. Dort unterlagen die Zellreaktionen deutlichen Veränderungen. Außerdem stellten wir unter diesen Umständen fest, dass bei den am Mikroplastik haftenden Bakterien die Häufigkeit des Gentransfers zwischen den Bakterien deutlich höher war.
00:26:57:00 - 00:27:19:22
Mark Morrison
Was Auswirkungen auf die Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen haben könnte. Bei dem von uns mit verschiedenen Chemikalien beschichteten Nanoplastik stellten wir fest, dass die Effekte auf die von uns untersuchten Zellmodelle bei dieser Kombination deutlich stärker als bei der jeweiligen Kombination aus Nanoplastik oder der Chemikalie allein hervortraten. Die Kunststoffpartikel fungieren gewissermaßen als ein Trojanisches Pferd, das die Chemikalie transportiert.
00:27:19:23 - 00:27:25:24
Abigail Acton
Die Kombination war somit wesentlich wirksamer als jeder einzelne Bestandteil. Und konnten Sie Auswirkungen auf das Darmmikrobiom feststellen?
00:27:26:00 - 00:27:45:01
Mark Morrison
Ja, tatsächlich. Das Darmmikrobiom veränderte sich hinsichtlich der Verstoffwechselung von Nahrungsmitteln. Das bedeutet, dass Menschen mit Verdauungsstörungen, die Kunststoffen ausgesetzt sind, die langfristig ihr Darmmikrobiom beeinflussen könnten, auch Langzeiteffekte in Bezug auf ihre Fähigkeit, Nahrung zu verdauen, beobachten könnten.
00:27:45:02 - 00:27:52:10
Abigail Acton
Okay. Das ist spannend. Verstehe. Hat jemand Anmerkungen und möchte sich an Mark wenden? Ja, tatsächlich. Luca, was möchten Sie anmerken?
00:27:52:12 - 00:28:13:24
Luca Nizzetto
Nun. Vielen Dank erst einmal. Meine Forschung findet im Kontext des Agrar- und Lebensmittelsektors statt. Und für mich ergibt sich hier ein interessanter Diskussionspunkt. Die Darm-Hirn-Achse ist ein komplexes Multiorgansystem in unserem Körper, das den Darm, seine Mikrobiota, das Immunsystem und das Gehirn miteinander verbindet, während der Darm gleichzeitig einen Haupteintrittsweg für Mikro- und Nanokunststoffe bildet.
00:28:14:00 - 00:28:29:17
Luca Nizzetto
Und das lässt vermuten, dass eine Exposition im Darm indirekte Auswirkungen haben könnte, die über den Darm hinausreichen, nicht wahr? Und die die Immun- und Gehirnfunktion beeinflussen. Gibt es Belege für derartige indirekte systemische Effekte?
00:28:29:19 - 00:28:55:23
Mark Morrison
Ja, tatsächlich. Wir sehen, dass Mikro- und Nanokunststoffe von den den Darm umgebenden Immunzellen aufgenommen werden und dass sie in verschiedene Systeme des Körpers gelangen. Wir sind nicht so weit gegangen, die Blut-Hirn-Schranke zu untersuchen und zu prüfen, wie Mikro- oder Nanokunststoffe diese überwinden können, aber hier liegt definitiv ein lohnender Forschungsansatz für die Zukunft.
00:28:56:00 - 00:29:15:13
Mark Morrison
Und sicherlich auch etwas, wobei wir im Rahmen der CUSP-Projekte sehr effektiv zusammenarbeiteten und untersuchten, was getan werden sollte, um die auch von Alba erwähnten Wissenslücken zu schließen. Deshalb haben wir einen Fahrplan entwickelt, dem die Europäische Kommission unserer Meinung nach folgen sollte, um diese Wissenslücken zu schließen.
00:29:15:14 - 00:29:34:09
Abigail Acton
Nun, das ist ein ausgezeichnet passender Punkt, um diese Interviews zu beenden. Und für mich, um Ihnen aufrichtig für die überaus wichtige Arbeit zu danken, die Sie leisten. Ich hoffe sehr, dass Ihre Stimmen Gehör finden. Vielen Dank, dass Sie heute hier bei mir dabei waren. Es war mir wirklich eine große Freude. Es war mir ein echtes Vergnügen. Aber Sie wissen, was ich meine, wenn ich das lieber in Anführungszeichen setze.
00:29:34:14 - 00:29:36:22
Abigail Acton
Nun, okay. Ich danke Ihnen für Ihre Zeit.
00:29:37:00 - 00:29:38:03
Luca Nizzetto
Ich danke Ihnen sehr.
00:29:38:03 - 00:29:39:16
Alba Hernandez Bonilla
Vielen Dank. Ich danke Ihnen herzlich.
00:29:39:17 - 00:29:43:00
Mark Morrison
Vielen Dank, Abigail, Luca und Alba. Tschüss.
00:29:43:03 - 00:29:46:01
Sprecher 5
00:29:46:03 - 00:30:20:12
Abigail Acton
Wenn Ihnen dieser Podcast gefallen hat, folgen Sie uns auf Spotify und Apple Podcasts – oder wo auch immer Sie Ihre Podcasts streamen –, und besuchen Sie die Podcast-Homepage auf der CORDIS-Website. Melden Sie sich an, damit Ihnen die spannendsten Forschungsergebnisse der EU-finanzierten Wissenschaft nicht entgehen. Und wenn Ihnen das Zuhören Freude bereitet hat, dann erzählen Sie es doch bitte weiter. Wir sprachen darüber, wie Jugendliche in die Gestaltung von Maßnahmen zur Bekämpfung von Adipositas bei Kindern einbezogen werden können, sahen uns die neuesten Hilfsmittel an, mit denen der Zoll geschmuggelte Waren in Schiffscontainern aufspüren kann, und erfuhren, was uns die Eiszeit darüber verraten kann, was uns angesichts steigender Meeresspiegel bevorsteht.
00:30:20:14 - 00:30:40:10
Abigail Acton
Vielleicht sind Sie an einem Projekt beteiligt oder möchten eine EU-Finanzierung beantragen. Werfen Sie einen Blick auf die CORDIS-Website, um zu sehen, womit sich andere auf Ihrem Gebiet beschäftigen. Seien Sie willkommen und entdecken Sie die Forschung, die offenbart, wie unsere Welt tickt. Wir freuen uns immer, von Ihnen zu hören, schreiben Sie uns eine Nachricht an editorial@cordis.europa.eu. Bis zum nächsten Mal.
Hierbei handelt es sich um eine KI-Transkription.
00:00:16:03 - 00:00:43:02
Abigail Acton
Hallo. Herzlich willkommen zu dieser Folge von CORDIScovery. Ich bin Abigail Acton und begrüße Sie. Viele von uns blicken angesichts der Mengen an Nano- und Mikroplastik in unserer Umwelt mit einem gewissen Unbehagen in die Zukunft. Wenn auch Sie sich fragen, welche Auswirkungen das Ganze haben könnte, dann hören Sie uns weiter zu. Der exponentielle Anstieg der Produktion und des Verbrauchs von Kunststoffen hinterlässt immer mehr Plastikmüll in der Umwelt, der kontinuierlich in immer kleinere Teilchen zerfällt.
00:00:43:05 - 00:01:13:24
Abigail Acton
Reifenabrieb, zerfallende Textilien, in der Landwirtschaft genutzte Kunststoffe oder weggeworfener Müll: Das sind nur einige Beispiele dafür, auf welch vielfältigen Wegen Kunststoffe in unsere Umwelt gelangen und über den Boden in das Trinkwasser, die Luft und die Nahrungsketten eindringen. Während in den letzten Jahrzehnten das Vorkommen von Mikroplastik im Ozean bereits umfassend untersucht wurde, ist das Vorhandensein von Mikroplastik im Boden erst seit Kurzem zu einem wichtigen Forschungsthema geworden, wobei diese Studien zeigen, dass Pflanzen durch den Kontakt mit Mikroplastik verändert werden.
00:01:14:00 - 00:01:45:12
Abigail Acton
Es wurden erhebliche physiologische Reaktionen von Pflanzen auf Mikroplastik festgestellt. Dazu gehören beispielsweise ein Rückgang des Chlorophyllgehalts und erhöhte Werte von Stresshormonen, die sowohl bei Labor- als auch bei Feldpflanzen aufgrund der Präsenz von Mikroplastik im Boden festgestellt wurden. Ungeachtet jüngster Bemühungen, die mit Mikro- und Nanoplastik verbundenen Risiken in Bezug auf den Menschen zu bewerten, wissen wir noch immer nicht genug. Ein Grund dafür ist der Mangel an zuverlässigen, validierten Methoden, mit denen sich die benötigten wissenschaftlich fundierten Daten gewinnen lassen.
00:01:45:14 - 00:02:09:20
Abigail Acton
Unsere heutigen Gäste, deren Arbeit durch Mittel aus der EU-Forschungs- und Innovationsfinanzierung unterstützt wurde, können uns ein besseres Verständnis der Zusammenhänge vermitteln. Luca Nizzetto ist leitender Wissenschaftler am Norwegian Institute for Water Research in Oslo. Er stimmte wegweisende internationale Forschungsarbeiten zum Thema Plastikverschmutzung in landwirtschaftlichen Ökosystemen ab und zeigte im Zusammenhang damit das weitverbreitete Vorkommen von Mikroplastik sowie dessen Auswirkungen auf Bodenfruchtbarkeit und Kulturpflanzen auf.
00:02:09:21 - 00:02:11:12
Abigail Acton
Hallo Luca. Herzlich willkommen.
00:02:11:14 - 00:02:14:04
Luca Nizzetto
Ich grüße Sie. Ich danke Ihnen vielmals. Und ich freue mich sehr, hier dabei zu sein.
00:02:14:04 - 00:02:29:18
Abigail Acton
Wir sind sehr froh, dass Sie dabei sind. Alba Hernandez ist Professorin für Genetik und Leiterin der Mutagenese-Gruppe an der Autonomen Universität Barcelona. Ihr besonderes Interesse gilt der Frage, welche langfristigen Auswirkungen auf die Gesundheit der Menschen von neu auftretenden Schadstoffen zu erwarten sind. Herzlich willkommen, Alba.
00:02:29:20 - 00:02:34:05
Alba Hernandez Bonilla
Hallo zusammen. Es ist wirklich schön für mich, hier bei Ihnen dabei zu sein.
00:02:34:07 - 00:02:44:22
Abigail Acton
Mark Morrison ist leitender Berater bei Optima in Glasgow. Er konzentriert sich schwerpunktmäßig auf die Frage, wie lebende Organismen bei der Entwicklung neuer, nachhaltiger Verfahren zum Einsatz kommen können. Hallo Mark.
00:02:44:24 - 00:02:48:04
Mark Morrison
Ich grüße Sie, Abigail. Ich freue mich sehr, mit Ihnen allen zusammen hier dabei zu sein.
00:02:48:06 - 00:03:03:17
Abigail Acton
Super. Okay. Luca, ich wende mich zuerst an Sie. Das Ziel des Projekts PAPILLONS bestand darin, unser Verständnis dafür zu verbessern, welche Auswirkungen in der Landwirtschaft genutzte Kunststoffe haben, wenn sie Abbau und Zerfall ausgesetzt sind. Luca, warum gerade dieses Forschungsgebiet? Was hat Sie zu diesem Thema geführt?
00:03:03:19 - 00:03:26:22
Luca Nizzetto
Nun, ja. Im Alter von zwanzig Jahren absolvierte ich eine Ausbildung zum Marineoffizier und nachdem ich meinen Berufsweg bei der italienischen Marine begonnen hatte, wurde mir klar, dass meine innerliche Motivation eigentlich eher der Natur als den Waffen galt. Deshalb wandte ich mich den Naturwissenschaften zu, in vollem Bewusstsein, dass wir gerade eine der schwerwiegendsten Umweltkrisen in der Geschichte unseres Planeten durchleben.
00:03:26:24 - 00:03:43:08
Luca Nizzetto
Einen echten Krieg, wenn man es so sehen will. Verursacht durch den Klimawandel, den Verlust der biologischen Vielfalt und die Umweltverschmutzung. Ich habe mich entschieden, mich auf die Umweltverschmutzung zu konzentrieren, die möglicherweise die bisher am wenigsten erforschte dieser Ursachen ist und natürlich auch einen Auslöser für Gesundheitsprobleme beim Menschen darstellt.
00:03:43:12 - 00:03:44:17
Abigail Acton
Definitiv.
00:03:44:19 - 00:04:01:14
Luca Nizzetto
Umweltverschmutzung kommt in vielen Formen daher und umfasst, wie Sie zu Beginn korrekt darlegten, auch Plastik und Mikroplastik. In den letzten zehn Jahren bestand mein Beitrag hauptsächlich in der Erforschung von Mikroplastik in terrestrischer Umgebung. Das war damals ein ganz neuer Zweig auf diesem Gebiet.
00:04:01:15 - 00:04:09:13
Abigail Acton
Ich verstehe. Super. Wenn wir nun von Kunststoffen in der Umwelt sprechen, was ist gegenwärtig unter diesem Begriff zu verstehen? Lassen Sie uns bitte wirklich klarstellen, worüber wir hier heute reden.
00:04:09:14 - 00:04:26:23
Luca Nizzetto
Selbstverständlich. Nun, Jahr für Jahr gelangen sechzig bis achtzig Millionen Tonnen unsachgemäß entsorgte Kunststoffe in die terrestrische Umwelt. Und das ist eine Menge Plastik. Das entspricht beispielsweise etwa drei Millionen Standardcontainern, wie sie von den Frachtschiffen rund um die Welt transportiert werden.
00:04:26:23 - 00:04:28:03
Abigail Acton
Unglaublich.
00:04:28:05 - 00:04:39:15
Luca Nizzetto
Deshalb ist die Plastikverschmutzung nicht einfach nur ein Abfallproblem. Es handelt sich um einen Prozess von globaler Tragweite. Diese in die Umwelt gelangenden Kunststoffe werden als Umweltplastik bezeichnet.
00:04:39:20 - 00:05:12:17
Luca Nizzetto
Das Meiste davon liegt derzeit in Form von eher großteiligem Abfall wie herumliegendem, unsachgemäß oder illegal entsorgtem Müll vor. Die Zersetzung in Mikro- und Nanokunststoffe ist jedoch unvermeidlich. Diese Partikel sind langlebig und mobil und können sich geografisch weit verbreiten, wobei der Boden als ein wichtiges, vielleicht sogar weltweit bedeutendstes Aufnahmemedium fungiert. Mikroplastik kann die Gesundheit von Boden und Pflanzen beeinträchtigen. Kleine Mikro- und Nanoplastikteilchen können sich in Pflanzen anreichern, nachdem sie über die Wurzeln in diese hineingelangt sind.
00:05:12:18 - 00:05:18:00
Luca Nizzetto
Auf diese Weise erreichen sie auch die essbaren Teile. Und geraten dann in die menschliche Nahrungskette.
00:05:18:02 - 00:05:30:08
Abigail Acton
Das ist eine sehr anschauliche Erklärung. Und es handelt sich um eine riesige Menge. Wirklich gewaltige Mengen. Was hat PAPILLONS nun unternommen, um die Auswirkungen über die Landwirtschaft auf die Gesundheit der Menschen besser zu verstehen?
00:05:30:09 - 00:05:57:12
Luca Nizzetto
Dank der Unterstützung durch das Horizont-Rahmenprogramm konnten wir die Kräfte von zwanzig europäischen Forschungsinstituten bündeln, um erstmals auf europäischer Ebene Licht in die Quellen, das Vorkommen und die Auswirkungen von Mikroplastik aus der Landwirtschaft zu bringen. Beispielsweise entwickeln wir Methoden, um zu quantifizieren, wie viel und welche Art von Kunststoff in den verschiedenen Regionen Europas in der Landwirtschaft zum Einsatz kommt.
00:05:57:16 - 00:06:08:09
Luca Nizzetto
Wir erstellen einen europäischen Atlas über Kunststoffabfall in der Landwirtschaft, der hilfreich dabei ist, Expositionsrisiken abzuschätzen, aber auch, um bessere Optionen für die Abfallbewirtschaftung zu planen.
00:06:08:11 - 00:06:20:22
Abigail Acton
Und ist dieser Atlas, was eine schöne Beschreibung des Produkts ist, etwas, das einzusehen und anzusehen ist? Können ihn alle betrachten? Oder ist das etwas, das eigentlich eher nur für andere Wissenschaftsteams und eine geschlossene Gruppe bestimmt ist?
00:06:20:24 - 00:06:40:17
Luca Nizzetto
Natürlich gibt es einen Link auf unserer Webseite, über den er zugänglich ist. Alle können ihn erkunden und sich beispielsweise einen Überblick darüber verschaffen, wie viel Plastik in der eigenen Region anfällt. Der Atlas ist auf unserer Webseite https://www.papillons-h2020.eu/ zu finden.
00:06:40:19 - 00:06:46:20
Abigail Acton
Aha. Und es schreibt sich PAPILLONS, P-A-P-I-L-L-O-N-S, richtig?
00:06:46:21 - 00:06:47:18
Luca Nizzetto
Das ist korrekt.
00:06:47:19 - 00:06:56:21
Abigail Acton
Großartig. Sie können nun diesen wunderbaren Atlas vorweisen, der den Menschen die Verbreitung dieses problematischen Plastiks veranschaulicht. Was hat das Projektteam noch geleistet?
00:06:56:23 - 00:07:45:11
Luca Nizzetto
Ja, wir konnten zum Beispiel sehr ausgefeilte Experimente in einem Labor durchführen, das auf eine Weise ausgestattet war, dass Umweltbedingungen nachempfunden werden konnten, um zu verstehen, wie sich Kunststoffe im Boden und aus dem Boden heraus bewegen und sich anreichern oder Boden, Organismen und Pflanzen beeinflussen. Wir konnten außerdem sehr groß angelegte Versuche auf echten landwirtschaftlichen Feldern in Süd-, Mittel- und Nordeuropa gleichzeitig konzipieren, bei denen wir dem Boden auf kontrollierte Weise künstlich Mikroplastik zusetzten, um langfristig, beispielsweise über zwei Jahre oder länger, Veränderungen der Bodengesundheit, der Fruchtbarkeit und der Pflanzenleistung sowie der Nährwerteigenschaften der durch Plastik beeinträchtigten Nutzpflanzen zu untersuchen.
00:07:45:15 - 00:08:17:21
Luca Nizzetto
Zu guter Letzt – und das ist besonders wichtig – ist es uns zudem gelungen, die erste großräumige europäische Überwachung von Mikroplastik in landwirtschaftlichen Böden durchzuführen und dabei mehrere technische Probleme zu überwinden, die mit der anspruchsvollen Analyse zur Erkennung und Messung dieser winzigen Partikel im Boden verbunden waren. Sie können sich das wie die Suche nach der berühmten Nadel im Heuhaufen vorstellen. Aber wir haben es geschafft, europaweit mehr als siebzig Standorte zu besuchen und einen ersten Überblick darüber zu geben, wie stark Europa durch diese Kontaminanten belastet ist.
00:08:17:22 - 00:08:30:03
Abigail Acton
Das klingt tatsächlich nach einem sehr gründlichen Ansatz, und es scheint, als hätten Sie einige ziemlich wichtige Ergebnisse erzielt. Könnten Sie uns noch ein wenig mehr darüber berichten, was Sie durch diese Experimente tatsächlich herausgefunden haben?
00:08:30:05 - 00:09:10:20
Luca Nizzetto
Aber sicher. Wir stellten fest, dass Mikroplastik in den europäischen Böden leider bereits weit verbreitet ist, wobei es Hotspots gibt, an denen der Kunststoffanteil im Boden bei 0,1 bis 0,8 Gewichtsprozent liegt. Und das sind sehr hohe Konzentrationen, die weit über dem Wirkungsniveau liegen. Der Kunststoffeinsatz in der Landwirtschaft ist eine wichtige Quelle dieser Umweltbelastung, aber nicht die einzige: Auch die Düngung mit Klärschlamm oder kontaminiertem Kompost sowie die diffuse atmosphärische Ablagerung von kleinen Kunststoffpartikeln aus der Luft können an manchen Standorten die dominierenden Quellen darstellen.
00:09:10:22 - 00:09:27:18
Luca Nizzetto
Zudem erkannten wir, dass die Bodeneigenschaften bereits bei ökologisch plausiblen Konzentrationen durch diese Belastung beeinträchtigt werden können. Insbesondere stören Mikroplastikpartikel auf Feldebene den Nährstoffkreislauf, der für die Bodenfruchtbarkeit entscheidend ist.
00:09:27:21 - 00:09:30:06
Abigail Acton
Und was bedeutet das im Endeffekt?
00:09:30:08 - 00:09:58:15
Luca Nizzetto
Nun, es bedeutet, dass die Landwirtschaftsbetriebe, um die Leistungsfähigkeit der landwirtschaftlichen Nahrungsmittelerzeugung aufrechtzuerhalten, möglicherweise andere Praktiken einführen oder ihre Böden anders behandeln müssen. Das gilt insbesondere mit Blick in die Zukunft, in der diese Konzentrationen steigen werden. Wir müssen uns dieser traurigen Tatsache bewusst sein. Vielleicht stehen wir erst am Anfang eines zunehmenden Trends.
00:09:58:16 - 00:10:16:18
Abigail Acton
Das knüpft eigentlich sehr gut an meine letzte Frage an. Denn wie Sie es sagen, wissen wir bereits, dass es Riesenmengen an Kunststoffen gibt, die noch nicht abgebaut sind. In Bezug auf Ihre Forschung und Ihre Erkenntnisse: Inwiefern hoffen Sie, dass sie in die politische Entscheidungsfindung einfließen werden? Glauben Sie, dass sie möglicherweise etwas verändern oder Dinge verbessern könnten?
00:10:16:19 - 00:11:00:04
Luca Nizzetto
Ja, natürlich. Diese Erkenntnisse wecken auch Bedenken hinsichtlich der Zukunft der Lebensmittel- und der Ernährungssicherheit. Wenn wir über die Auswirkungen auf die Bodenfruchtbarkeit sprechen, sollten wir stets daran denken, dass, wie wir es gerade betonten, die Menge an Mikroplastik zukünftig zunehmen wird. Kleine Mikroplastikpartikel werden von Nutzpflanzen aufgenommen. Und das wird auch zum Problem für die Gesundheit der Menschen. Daher muss die Politik das Konzept „Eine Gesundheit“ verfolgen, demgemäß der Schutz der Umwelt und der Schutz der menschlichen Gesundheit als ein übergreifendes Thema betrachtet werden.
00:11:00:08 - 00:11:08:19
Abigail Acton
Super. Soweit ich weiß, wurden Ihre Ergebnisse bereits an einige für politische Entscheidungen Verantwortliche weitergeleitet. Inwiefern fließen diese in aktuelle wissenschaftliche Veröffentlichungen zu diesem Thema ein?
00:11:08:22 - 00:11:52:09
Luca Nizzetto
Wir waren sehr aktiv an Dialogen mit der Europäischen Kommission beteiligt, und diese zeigte sich aufgeschlossen gegenüber den Entwicklungen und Entdeckungen dieser Projektarbeit. Während wir parallel an der Entwicklung des politischen Rahmenwerks für den Bodenschutz, des sogenannten Bodenüberwachungsgesetzes, arbeiteten, konnten wir in letzter Minute, nur wenige Tage vor der endgültigen Verabschiedung des Gesetzes, sicherstellen, dass Mikroplastik in der Richtlinie als kritische Bodenkontamination erwähnt wurde, die in zukünftigen Verordnungen und Überwachungsmaßnahmen Berücksichtigung finden muss.
00:11:52:09 - 00:11:53:18
Abigail Acton
Fantastisch.
00:11:53:19 - 00:11:58:16
Luca Nizzetto
Wir freuen uns sehr, dass es uns gelungen ist, diese ersten Wirkungen zu erzielen.
00:11:58:17 - 00:12:11:07
Abigail Acton
Ja, das klingt hervorragend. Und es ist ein konkretes Projektergebnis, auf das Sie sicherlich stolz sein können. Einfach prima. Ich danke Ihnen vielmals. Das war eine ausgezeichnete Erklärung. Vielen Dank an Sie, Luca. Hat jemand Fragen an Luca oder Anmerkungen? Ja, bitte. Alba.
00:12:11:11 - 00:12:25:09
Alba Hernandez Bonilla
Nun. Ich möchte Luca fragen: Was ist Ihrer fachlichen Einschätzung nach derzeit die größte methodische Herausforderung, um die Exposition zu verstehen und die Belastung in der Umwelt zu quantifizieren?
00:12:25:13 - 00:13:02:13
Luca Nizzetto
Nun, ja. Ich danke Ihnen sehr. Dabei gibt es eine deutliche Herausforderung, und zwar die hohen Kosten der Durchführung von Überwachungsstudien. Die Analyse von Mikroplastik im Boden kostet etwa 1 500 EUR je Probe. Und bildet einen stark limitierenden Faktor, um etwa eine routinemäßige Überwachung auf nationaler Ebene einzurichten. Wir müssen diesen Prozess optimieren und die Umsetzung der bevorstehenden Umweltschutzverordnung unterstützen.
00:13:02:14 - 00:13:19:01
Abigail Acton
Könnte KI dabei helfen? Wir haben manchmal Gäste in der Sendung, die über Massenspektrometrie sprechen, mit der chemische Zusammensetzungen in einem breiteren Kontext ermittelt werden. Ich meine, wenn eine Art Sensor eingesetzt und dann von KI ausgewertet werden könnte – würde dann die Sache nicht viel schneller und einfacher funktionieren?
00:13:19:02 - 00:13:41:22
Luca Nizzetto
Genau so ist es tatsächlich. Es gibt verschiedene Verfahren, die zum Nachweis dieser Mikroplastikpartikel dienen können. Bei einem davon kommt Massenspektrometrie zum Einsatz, und dies scheint ein vielversprechender schnellerer und effizienterer Weg zu sein. Real bestehen Kunststoffe größtenteils aus Kohlenstoff und Wasserstoff, ähnlich wie die meisten organischen Bestandteile des Bodens.
00:13:41:24 - 00:13:42:14
Abigail Acton
Ah, ja.
00:13:42:15 - 00:13:48:15
Luca Nizzetto
Deshalb ist es immer noch recht schwierig, ein klares Signal zu erhalten, das eindeutig mit Kunststoff verknüpft ist.
00:13:48:16 - 00:13:50:19
Abigail Acton
Ja, das verkompliziert die Sache ein wenig.
00:13:50:20 - 00:14:20:15
Luca Nizzetto
Genau. Andererseits nutzen wir einen Ansatz mit hochkomplexen Mikroskopen, die auf Infrarotspektroskopie beruhen. Mit ihnen können gleichzeitig die Polymere erkannt sowie Informationen über die Form und die Farbe des Kunststoffs gegeben werden. Und das ist entscheidend, um beispielsweise die Quellen zu identifizieren, die uns Aufschluss darüber geben, wo die Prioritäten liegen und worauf wir uns konzentrieren sollten, um die weitere Umweltbelastung einzudämmen.
00:14:20:19 - 00:14:38:13
Abigail Acton
Perfekt. Oh, das klingt ausgezeichnet. Das ist interessant. Es ist sehr interessant zu erfahren, welche Instrumente Sie tatsächlich einsetzen, um nach ihnen zu suchen. Und die Idee, die Quellen ermitteln zu können. Sicher. Das ist überaus wichtig. Ich danke Ihnen sehr. Luca, danke. Alba, ich wende mich nun an Sie: Mithilfe der Kombination bahnbrechender Forschung und validierter Testmethoden
00:14:38:14 - 00:14:52:08
Abigail Acton
wurden im Rahmen von PLASTICHEAL fundierte wissenschaftliche Belege dafür erbracht, wie Mikroplastik aus der Umwelt mit unserem Körper interagiert. Wir haben nun erfahren, dass es da draußen eine Menge Plastik gibt. Was geschieht damit eigentlich in unserem Körper, Alba?
00:14:52:10 - 00:15:22:17
Alba Hernandez Bonilla
Nun, ja. Tatsächlich gibt es bereits zahlreiche Informationen darüber, wie viel Mikroplastik in der Umwelt vorkommen könnte, aber es fehlen noch immer viele Erkenntnisse darüber, wie sich dieses Mikroplastik tatsächlich in unserem Körper auswirkt. Wir wissen, dass die Menschen diesem Mikroplastik ständig ausgesetzt sind: über die Luft, die sie atmen, die Nahrung, die sie zu sich nehmen, und das Wasser, das sie trinken. Die Frage lautet also, was dieses Ausgesetztsein auf lange Sicht für die menschliche Gesundheit bedeuten könnte.
00:15:22:19 - 00:15:49:24
Alba Hernandez Bonilla
Um diese Frage zu beantworten, ist in diesem Zusammenhang die Größe entscheidend, da viele Mikroplastikpartikel zu groß sind, um die natürlichen Barrieren des Körpers überwinden zu können. Dabei geht es um die Lunge und den Darm. Nanoplastik ist jedoch winzig genug, um diese Barrieren potenziell zu überwinden: Es gelangt in die Lunge und den Darm und von dort in den Blutkreislauf; von dort aus verteilt es sich im gesamten Körper auf die verschiedenen Organe, wo es sich im Laufe der Zeit ansammeln kann.
00:15:50:00 - 00:15:50:11
Abigail Acton
Aha, verstehe.
00:15:50:12 - 00:15:59:22
Alba Hernandez Bonilla
Deshalb habe ich mich besonders für Nanoplastik interessiert, jene kleinsten Partikel und die möglichen langfristigen Auswirkungen.
00:16:00:01 - 00:16:07:14
Abigail Acton
Einfach super. Ja, das ist auf alle Fälle etwas, das untersucht werden muss. Was wurde im Zuge von PLASTICHEAL unternommen, um diese Zusammenhänge zu verstehen?
00:16:07:15 - 00:16:36:08
Alba Hernandez Bonilla
Wir haben unter anderem versucht, der Realität möglichst nahekommende Expositionsbedingungen sehr genau nachzubilden. In vielen Laborstudien werden Zellen für kurze Zeit sehr hohen Konzentrationen von Mikroplastik ausgesetzt. Das ist sehr nützlich, um zu verstehen, ob Mikroplastik toxisch ist oder nicht, spiegelt aber möglicherweise nicht wirklich wider, was im Alltag geschieht, wenn Menschen viele Jahre lang viel geringeren Konzentrationen ausgesetzt sind.
00:16:36:08 - 00:16:50:23
Alba Hernandez Bonilla
Deshalb haben wir den Versuch unternommen, fortgeschrittene Langzeit-Labormodelle mit menschlichen Zellen zu entwickeln, und diese Zellen dann über längere Zeiträume geringen Konzentrationen von Nanoplastik ausgesetzt und beobachtet, was im Zeitverlauf geschah.
00:16:50:24 - 00:16:51:09
Abigail Acton
Okay.
00:16:51:10 - 00:17:01:22
Alba Hernandez Bonilla
Dabei konzentrieren wir uns auf zwei Zelltypen, zum einen auf Epithelzellen, jene Zellen, die die Organwände auskleiden und
00:17:01:24 - 00:17:28:04
Alba Hernandez Bonilla
die als erste mit dem Schadstoff in Kontakt kommen. Außerdem untersuchten wir Stammzellen, langlebige Zellen, die dafür zuständig sind, während des gesamten Lebens Gewebe zu erneuern. Mithilfe dieser Versuchsanordnungen betrachteten wir verschiedene biologische Prozesse, nachdem diese Zellen über einen längeren Zeitraum der Einwirkung ausgesetzt waren. Beispielsweise prüften wir, an welchen Stellen Gene anders ein- oder ausgeschaltet werden,
00:17:28:05 - 00:17:45:07
Alba Hernandez Bonilla
ob sich DNS-Schäden ansammeln, wo die Zellen ihre Wachstumsweise oder die Art und Weise, wie sie miteinander kommunizieren, ändern. Und ob sie beginnen, Eigenschaften anzunehmen, die wir normalerweise mit den Frühstadien der Krebsentstehung in Verbindung bringen.
00:17:45:08 - 00:17:49:06
Abigail Acton
Ah ja. Das ist überaus interessant. Was konnten Sie denn herausfinden, Alba?
00:17:49:07 - 00:18:16:09
Alba Hernandez Bonilla
Nun, tatsächlich ist eine unserer interessantesten Erkenntnisse, dass sich diese Epithelzellen und Stammzellen bereits bei diesen niedrigen Konzentrationen und Dosen, also realistischen Dosen, denen wir in der Umwelt begegnen können, auf molekularer Ebene anders verhalten. Ihre Gene und einige ihrer biologischen Prozesse verändern sich tatsächlich aufgrund der chronischen, langfristigen Exposition.
00:18:16:10 - 00:18:26:18
Alba Hernandez Bonilla
Und dann verhalten sich die Zellen nicht mehr wie gesunde Zellen, sondern eher so, wie wir es mit einem tumorösen Phänotyp, mit tumorähnlichen Zellen, assoziieren.
00:18:26:20 - 00:18:34:06
Abigail Acton
Nun ja. Aber um das klarzustellen: Sie behaupten nicht unbedingt, dass ein direkter Zusammenhang zwischen dem Ausgesetztsein und Krebs besteht.
00:18:34:07 - 00:19:05:24
Alba Hernandez Bonilla
Tatsächlich funktioniert Wissenschaft nie derart einfach. Es gibt keinen eindeutigen Zusammenhang zwischen der Exposition gegenüber Nanokunststoffen und Krebs. Wichtig ist jedoch festzustellen, dass wir einen Zusammenhang zwischen Veränderungen biologischer Prozesse beobachten, die in gewisser Weise mit Krebs in Verbindung stehen. Auch wenn es sich dabei nicht um einen direkten Zusammenhang handelt. Es gibt jedoch Hinweise, die wir genauer erkunden müssen. Was nach langfristiger Exposition geschieht, ist ein deutlicher Hinweis darauf, dass wir uns damit realistischer auseinandersetzen sollten.
00:19:05:24 - 00:19:11:04
Alba Hernandez Bonilla
Was passiert mit den Zellen und dem Gewebe unter diesen realistischen Bedingungen des Ausgesetztseins?
00:19:11:06 - 00:19:13:08
Abigail Acton
Richtig. Es liegt somit eindeutig eine Störung vor.
00:19:13:09 - 00:19:14:00
Alba Hernandez Bonilla
Ja.
00:19:14:01 - 00:19:20:24
Abigail Acton
Okay. Wenn wir an zukünftige Generationen denken, Alba, was sind Ihrer Meinung nach die wichtigsten Punkte, die aus Ihrem Projektbereich heraus zu berücksichtigen sind?
00:19:21:01 - 00:19:51:22
Alba Hernandez Bonilla
Ich denke oft über das nach, was ich den endlosen Kreislauf der Umweltkontaminanten nenne. Ihn konnten wir in typischer Weise bei vielen Schadstoffen beobachten. Es gibt ein Produkt, das auf den Markt gebracht wird und als sicher beworben wird. Dann gelangt es in unsere alltäglich benutzten Produkte. Es verbreitet sich in der Umwelt, und erst viel, viel später, oft erst etwa zehn oder zwanzig Jahre später, stellen wir fest, dass es möglicherweise gesundheitsschädlich ist, und erst dann ergreifen wir Maßnahmen.
00:19:51:23 - 00:20:20:15
Alba Hernandez Bonilla
Und was für mich wichtig ist: Ich denke, genau das beobachten wir gegenwärtig bei Mikro- und Nanoplastik. Wir realisieren erst jetzt, dass sie schädlich sein könnten. Ich wünsche mir, dass meine Erkenntnisse dazu beitragen, diesen Kreislauf irgendwie zu durchbrechen und die Zeit zu verkürzen, die wir benötigen, um wirklich Maßnahmen zu ergreifen, falls festgestellt wird, dass diese Mikro- und Nanokunststoffe tatsächlich ein Problem für unsere Gesundheit darstellen.
00:20:20:16 - 00:20:30:13
Abigail Acton
Fantastisch. Okay. Vielen Dank an Sie. Vielen Dank für die wichtige Arbeit und die sehr anschauliche Erklärung. Die ich sehr zu schätzen weiß. Nun bitte, möchte sich jemand an Alba wenden? Ja, Mark.
00:20:30:15 - 00:20:31:05
Mark Morrison
Hallo Alba.
00:20:31:06 - 00:20:31:17
Alba Hernandez Bonilla
Ich grüße Sie.
00:20:31:21 - 00:20:42:04
Mark Morrison
Konnten Sie Unterschiede bei verschiedenen Kunststoffarten beobachten? Sie haben sicher viele verschiedene Nanokunststoffe betrachtet. Waren bestimmte Polymere schädlicher als andere?
00:20:42:05 - 00:21:10:13
Alba Hernandez Bonilla
Nun. Das ist eine wirklich interessante und relevante Frage, denn wir haben bei diesem Versuch versucht, ein realistisches Szenario nachzustellen. Wir verwendeten verschiedene Nanokunststoffe. Einige davon sind dem, was wir in der Umwelt vorfinden, sehr ähnlich. Diese Kunststoffe wurden zum Beispiel von Plastikflaschen oder Teebeuteln freigesetzt. Und diese ähneln sehr stark den Eigenschaften, die wir in der Umwelt fanden.
00:21:10:13 - 00:21:42:19
Alba Hernandez Bonilla
Andere von uns eingesetzte Kunststoffe sind eher künstlicher Natur, und ähneln nicht wirklich dem, was wir in der Umwelt gefunden haben. Wir beobachteten, dass jene Kunststoffe, die den in der Natur vorkommenden stärker ähneln, die Zellen stärker beeinträchtigen. Es besteht somit ein Zusammenhang zwischen der Realitätsnähe des Materials und der Aussagekraft der von uns erzielten Ergebnisse.
00:21:42:20 - 00:22:01:09
Alba Hernandez Bonilla
Daher halte ich es für sehr wichtig, dass sich die Fachgemeinschaft, die Wissenschaft, ausschließlich auf diese realistischen Mikro- und Nanokunststoffe konzentriert und all jene Testmaterialien außer Acht lässt, die nicht den in der Umwelt vorzufindenden Stoffen ähneln.
00:22:01:14 - 00:22:18:08
Abigail Acton
Okay. Einfach prima. Ich danke Ihnen vielmals, Alba. Das ist wunderbar. Mark, nun wende ich mich an Sie. Auch das Projekt PlasticsFatE hat sich damit befasst, wie wir auf Mikro- und Nanopartikel in unserer Umwelt reagieren. Aber Mark, bei Ihrer Projektarbeit ging es um die Untersuchung der Auswirkungen von Mikroplastik auf den menschlichen Körper unter einem etwas anderen Ansatz. Können Sie mir darüber mehr berichten?
00:22:18:10 - 00:22:45:21
Mark Morrison
Aber ja. Natürlich kann ich das, Abigail. Unser Wunsch war, zu verstehen, wie sich Mikro- und Nanokunststoffe in der realen Welt verhalten, nicht nur unter Laborbedingungen. In der Praxis, in der echten Welt, sind sie, wie wir von den anderen gehört haben, nie im ursprünglichen Zustand. Sie sind mit verschiedenen Stoffen überzogen, also mit Schichten von biologischen und chemischen Kontaminanten.
00:22:45:21 - 00:23:13:08
Mark Morrison
Sie müssen sich nur einmal die Kunststoffe ansehen, die sich am Strand, auf einem Feld oder wo auch immer anfinden. Sie sind oft völlig verschmutzt oder ölig oder was auch immer. Und uns interessierte, welche Auswirkungen der Kunststoff allein hat und welche Effekte bei Plastik in Verbindung mit Verunreinigungen auftreten. Und wie es Alba bereits erwähnte, interessierten wir uns auch für die Unterschiede zwischen verschiedenen Kunststoffarten; wir arbeiteten deshalb mit der Exposition gegenüber PET aus Plastikflaschen und Polyethylen aus Verpackungen.
00:23:13:08 - 00:23:46:07
Mark Morrison
Was geschieht, wenn sie in Partikel unterschiedlicher Größe oder in Mikro- und Nanopartikel zerfallen? Was passiert, wenn sie unterschiedliche Formen aufweisen? Wir betrachteten sie sowohl im ursprünglichen Zustand – so, wie sie in einem reinen Produkt vorzufinden sind – als auch im von uns kontaminiertem Zustand. Die Mikroplastikpartikel beschichteten wir mit Bakterien, die in der Meeres-, See- und Brackwasserumwelt vorkommen, und die Nanoplastikpartikel mit Chemikalien, die häufig bei der Kunststoffherstellung eingesetzt werden.
00:23:46:07 - 00:24:12:16
Mark Morrison
Diese untersuchten wir anhand von Zellsystemen, die die normalen oder häufigsten Wege nachbildeten, wie Menschen diesen Stoffen ausgesetzt sind. Wir betrachteten in erster Linie den Magen-Darm-Trakt, aber auch die Atemwege. Wir konnten die Effekte dieser Partikel anhand von Veränderungen der Genexpression und der Proteinaktivität messen.
00:24:12:18 - 00:24:32:17
Abigail Acton
Das klingt nach einem sehr gründlichen Vorgehen und ist auch dringend notwendig, denn es handelt sich eindeutig um einen Ansatz, der die realistische Situation betrachtet, in der wir uns wiederfinden können – nämlich jene Körperteile, die tatsächlich von Plastikpartikeln beeinträchtigt werden könnten, die mit Stoffen kontaminiert sind, die in der realen Welt dort vorkommen könnten. Wurde das zuvor schon einmal gemacht? Denn es scheint doch logisch zu sein, derart vorzugehen?
00:24:32:19 - 00:24:59:19
Mark Morrison
Wohl nicht in dieser Größenordnung. Einer der großen Beiträge von PlasticsFatE zusammen mit anderen Projekten bestand darin, mehr Konsistenz in diesen Ansatz zu bringen. Dabei waren wir Teil eines Clusters aus fünf Projekten, des CUSP-Clusters, die im Rahmen desselben Aufrufs finanziert wurden. Harmonisierung bildete hier einen Schlüsselbegriff. Einige der Forscherinnen und Forscher, die an unserem Projekt und anderen Projekten beteiligt waren, hatte bereits in der Vergangenheit mit technisch hergestellten Nanomaterialien gearbeitet.
00:24:59:19 - 00:25:23:06
Mark Morrison
Und in der Anfangsphase dieser Forschung traten recht unterschiedliche Ergebnisse zutage, da die Forschungsgruppen, die sich mit den technisch hergestellten Nanomaterialien befassten, unterschiedliche Materialtypen verwendeten. Diese waren nicht gut charakterisiert, und da sie nach unterschiedlichen Methoden vorgingen, erzielten sie unterschiedliche Ergebnisse. Wir gingen deshalb von der Voraussetzung aus, dass wir über eine Menge gut charakterisierter Materialien verfügen wollten.
00:25:23:06 - 00:25:43:22
Mark Morrison
Deshalb nahmen wir verschiedene Kunststoffarten, stellten sie in unterschiedlichen Größen und Formen her und charakterisierten sie sehr genau. Diese Materialsätze haben wir dann in all unseren Experimenten benutzt. Somit konnten wir anschließend die Ergebnisse analysieren und feststellen, was auf die jeweilige Kunststoffart, -größe, -form und die von uns untersuchte Verunreinigung zurückzuführen war.
00:25:43:23 - 00:25:44:14
Abigail Acton
Fantastisch.
00:25:44:16 - 00:25:46:00
Mark Morrison
Sowie auf die Kombination aus beidem.
00:25:46:02 - 00:25:56:23
Abigail Acton
Das hört sich sehr umfassend an. Und klar, Normung ist ganz immer überaus wichtig. Sonst ist nicht bekannt, ob Gleiches mit Gleichem verglichen wird. Nun, Mark, natürlich muss ich Sie fragen: Was fanden Sie heraus und welche Auswirkungen diese Ergebnisse?
00:25:57:04 - 00:26:21:13
Mark Morrison
Nun, was wir dabei herausfanden, war wirklich interessant. Wir stellten fest, dass es, wie bereits erwähnt, sogenannte akute Effekte und Langzeiteffekte gibt. Bei den ursprünglichen Kunststoffen – und wir haben uns die gängigen wie PET und Polyethylen angesehen – gab es über einen akuten Zeitraum, also eine kurze Zeitspanne, hinweg nur sehr geringe Auswirkungen. Aber als wir diese untersuchten, nachdem sie kontaminiert waren,
00:26:21:13 - 00:26:57:00
Mark Morrison
konnten wir bei dem mit Bakterien kontaminierten Mikroplastik in unseren Modellen Veränderungen in den Zellreaktionen beobachten. Besonders ausgeprägt war es im Modell des Magen-Darm-Trakts und in den Modellen für Menschen mit Magen-Darm-Erkrankungen. Dort unterlagen die Zellreaktionen deutlichen Veränderungen. Außerdem stellten wir unter diesen Umständen fest, dass bei den am Mikroplastik haftenden Bakterien die Häufigkeit des Gentransfers zwischen den Bakterien deutlich höher war.
00:26:57:00 - 00:27:19:22
Mark Morrison
Was Auswirkungen auf die Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen haben könnte. Bei dem von uns mit verschiedenen Chemikalien beschichteten Nanoplastik stellten wir fest, dass die Effekte auf die von uns untersuchten Zellmodelle bei dieser Kombination deutlich stärker als bei der jeweiligen Kombination aus Nanoplastik oder der Chemikalie allein hervortraten. Die Kunststoffpartikel fungieren gewissermaßen als ein Trojanisches Pferd, das die Chemikalie transportiert.
00:27:19:23 - 00:27:25:24
Abigail Acton
Die Kombination war somit wesentlich wirksamer als jeder einzelne Bestandteil. Und konnten Sie Auswirkungen auf das Darmmikrobiom feststellen?
00:27:26:00 - 00:27:45:01
Mark Morrison
Ja, tatsächlich. Das Darmmikrobiom veränderte sich hinsichtlich der Verstoffwechselung von Nahrungsmitteln. Das bedeutet, dass Menschen mit Verdauungsstörungen, die Kunststoffen ausgesetzt sind, die langfristig ihr Darmmikrobiom beeinflussen könnten, auch Langzeiteffekte in Bezug auf ihre Fähigkeit, Nahrung zu verdauen, beobachten könnten.
00:27:45:02 - 00:27:52:10
Abigail Acton
Okay. Das ist spannend. Verstehe. Hat jemand Anmerkungen und möchte sich an Mark wenden? Ja, tatsächlich. Luca, was möchten Sie anmerken?
00:27:52:12 - 00:28:13:24
Luca Nizzetto
Nun. Vielen Dank erst einmal. Meine Forschung findet im Kontext des Agrar- und Lebensmittelsektors statt. Und für mich ergibt sich hier ein interessanter Diskussionspunkt. Die Darm-Hirn-Achse ist ein komplexes Multiorgansystem in unserem Körper, das den Darm, seine Mikrobiota, das Immunsystem und das Gehirn miteinander verbindet, während der Darm gleichzeitig einen Haupteintrittsweg für Mikro- und Nanokunststoffe bildet.
00:28:14:00 - 00:28:29:17
Luca Nizzetto
Und das lässt vermuten, dass eine Exposition im Darm indirekte Auswirkungen haben könnte, die über den Darm hinausreichen, nicht wahr? Und die die Immun- und Gehirnfunktion beeinflussen. Gibt es Belege für derartige indirekte systemische Effekte?
00:28:29:19 - 00:28:55:23
Mark Morrison
Ja, tatsächlich. Wir sehen, dass Mikro- und Nanokunststoffe von den den Darm umgebenden Immunzellen aufgenommen werden und dass sie in verschiedene Systeme des Körpers gelangen. Wir sind nicht so weit gegangen, die Blut-Hirn-Schranke zu untersuchen und zu prüfen, wie Mikro- oder Nanokunststoffe diese überwinden können, aber hier liegt definitiv ein lohnender Forschungsansatz für die Zukunft.
00:28:56:00 - 00:29:15:13
Mark Morrison
Und sicherlich auch etwas, wobei wir im Rahmen der CUSP-Projekte sehr effektiv zusammenarbeiteten und untersuchten, was getan werden sollte, um die auch von Alba erwähnten Wissenslücken zu schließen. Deshalb haben wir einen Fahrplan entwickelt, dem die Europäische Kommission unserer Meinung nach folgen sollte, um diese Wissenslücken zu schließen.
00:29:15:14 - 00:29:34:09
Abigail Acton
Nun, das ist ein ausgezeichnet passender Punkt, um diese Interviews zu beenden. Und für mich, um Ihnen aufrichtig für die überaus wichtige Arbeit zu danken, die Sie leisten. Ich hoffe sehr, dass Ihre Stimmen Gehör finden. Vielen Dank, dass Sie heute hier bei mir dabei waren. Es war mir wirklich eine große Freude. Es war mir ein echtes Vergnügen. Aber Sie wissen, was ich meine, wenn ich das lieber in Anführungszeichen setze.
00:29:34:14 - 00:29:36:22
Abigail Acton
Nun, okay. Ich danke Ihnen für Ihre Zeit.
00:29:37:00 - 00:29:38:03
Luca Nizzetto
Ich danke Ihnen sehr.
00:29:38:03 - 00:29:39:16
Alba Hernandez Bonilla
Vielen Dank. Ich danke Ihnen herzlich.
00:29:39:17 - 00:29:43:00
Mark Morrison
Vielen Dank, Abigail, Luca und Alba. Tschüss.
00:29:43:03 - 00:29:46:01
Sprecher 5
00:29:46:03 - 00:30:20:12
Abigail Acton
Wenn Ihnen dieser Podcast gefallen hat, folgen Sie uns auf Spotify und Apple Podcasts – oder wo auch immer Sie Ihre Podcasts streamen –, und besuchen Sie die Podcast-Homepage auf der CORDIS-Website. Melden Sie sich an, damit Ihnen die spannendsten Forschungsergebnisse der EU-finanzierten Wissenschaft nicht entgehen. Und wenn Ihnen das Zuhören Freude bereitet hat, dann erzählen Sie es doch bitte weiter. Wir sprachen darüber, wie Jugendliche in die Gestaltung von Maßnahmen zur Bekämpfung von Adipositas bei Kindern einbezogen werden können, sahen uns die neuesten Hilfsmittel an, mit denen der Zoll geschmuggelte Waren in Schiffscontainern aufspüren kann, und erfuhren, was uns die Eiszeit darüber verraten kann, was uns angesichts steigender Meeresspiegel bevorsteht.
00:30:20:14 - 00:30:40:10
Abigail Acton
Vielleicht sind Sie an einem Projekt beteiligt oder möchten eine EU-Finanzierung beantragen. Werfen Sie einen Blick auf die CORDIS-Website, um zu sehen, womit sich andere auf Ihrem Gebiet beschäftigen. Seien Sie willkommen und entdecken Sie die Forschung, die offenbart, wie unsere Welt tickt. Wir freuen uns immer, von Ihnen zu hören, schreiben Sie uns eine Nachricht an editorial@cordis.europa.eu. Bis zum nächsten Mal.
Kunststoffpartikel: Wie viele gibt es dort draußen und wie wirken sie sich auf unseren Körper und die Umwelt aus?
Reifenabrieb, zerfallende Textilien, in der Landwirtschaft genutzte Kunststoffe oder weggeworfener Müll: Das sind nur einige Beispiele dafür, auf welch vielfältigen Wegen Kunststoffe in unsere Umwelt gelangen und über den Boden in das Trinkwasser, die Luft und die Nahrungsketten eindringen. Während in den letzten Jahrzehnten die Präsenz von Mikroplastik in den Ozeanen bereits umfassend untersucht wurde, ist die Existenz von Mikroplastik im Boden erst seit kurzem zum wichtigen Forschungsthema geworden. Und diese Forschung zeigt, dass Pflanzen dadurch, dass sie in Kontakt mit Mikroplastik gelangen, verändert werden, denn es wurden erhebliche physiologische Reaktionen von Pflanzen auf Mikroplastik gemessen. Und welche Auswirkungen sind auf unsere Gesundheit zu erwarten? Ungeachtet jüngster Bemühungen, die mit Mikro- und Nanoplastik verbundenen Risiken in Bezug auf den Menschen zu bewerten, wissen wir noch immer nicht genug. Ein Grund dafür sind mangelnde zuverlässige, validierte Methoden, mit deren Hilfe sich die erforderlichen wissenschaftlich fundierten Daten gewinnen lassen. Unsere heutigen Gäste, deren Arbeit durch Mittel aus der EU-Forschungs- und Innovationsfinanzierung unterstützt wurde, können uns ein besseres Verständnis der Zusammenhänge vermitteln. Luca Nizzetto(öffnet in neuem Fenster) ist leitender Wissenschaftler am Norwegian Institute for Water Research(öffnet in neuem Fenster) in Oslo. Er stimmte wegweisende internationale Forschungsarbeiten zum Thema Plastikverschmutzung in landwirtschaftlichen Ökosystemen ab und zeigte im Zusammenhang damit das weitverbreitete Vorkommen von Mikroplastik sowie dessen Auswirkungen auf die Bodenfruchtbarkeit und die Kulturpflanzen auf. Nizzetto koordinierte das Projekt PAPILLONS. Alba Hernández Bonilla(öffnet in neuem Fenster) ist Professorin für Genetik und Leiterin der Mutagenese-Gruppe(öffnet in neuem Fenster) an der Autonomen Universität Barcelona(öffnet in neuem Fenster). Ihr besonderes Interesse gilt der Frage, welche langfristigen Auswirkungen auf die Gesundheit der Menschen von neu auftretenden Schadstoffen zu erwarten sind, was sie im Rahmen des Projekts PLASTICHEAL erkundete. Mark Morrison(öffnet in neuem Fenster), der das Projekt PlasticsFatE koordinierte, ist leitender Berater bei Optimat(öffnet in neuem Fenster) in Glasgow. Er konzentriert sich schwerpunktmäßig auf die Frage, wie lebende Organismen bei der Entwicklung neuer, nachhaltiger Verfahren zum Einsatz kommen können.
Wir freuen uns darauf, von Ihnen zu hören!
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