Hören Sie aus Liebe zu Gott auf, Plastik in der Mikrowelle zu erhitzen

Celia Ford

Zu Beginn seines dritten Studienjahres wurde Kazi Albab Hussain Vater. Als frischgebackener Vater und Doktorand, der Umweltnanotechnologie studiert, beschäftigte ihn Plastik. Im Jahr zuvor hatten Wissenschaftler herausgefunden, dass Babyflaschen aus Kunststoff Millionen von Partikeln in die Säuglingsnahrung abgeben, die Säuglinge schließlich schlucken (während sie gleichzeitig an den Saugern der Plastikflaschen saugen). „Damals“, sagt Hussain, „kaufte ich viele Babynahrung und sah, dass selbst in Babynahrung viel Plastik enthalten war.“

Hussain wollte wissen, wie viel aus den von ihm gekauften Behältern freigesetzt wurde. Also ging er zum Lebensmittelladen, holte Babynahrung und brachte die leeren Behälter zurück in sein Labor an der University of Nebraska – Lincoln. In einer im Juni in „Environmental Science & Technology“ veröffentlichten Studie berichteten Hussain und seine Kollegen, dass diese Behälter bei der Mikrowellenbestrahlung Millionen von Plastikpartikeln, sogenannte Mikroplastiken, und noch winzigere Nanoplastiken freisetzten.

Kunststoffe sind komplexe Cocktails aus langen Kohlenstoffketten, sogenannten Polymeren, vermischt mit chemischen Zusätzen, kleinen Molekülen, die dabei helfen, die Polymere in ihre endgültige Form zu bringen und ihnen Beständigkeit gegen Oxidation, UV-Strahlung und andere Abnutzungserscheinungen zu verleihen. Mikrowellen erzeugen einen doppelten Effekt: Hitze und Hydrolyse, eine chemische Reaktion, bei der Bindungen durch Wassermoleküle aufgebrochen werden. All dies kann dazu führen, dass ein Behälter reißt und winzige Teile von ihm abgeben, wie Mikroplastik, Nanoplastik und Sickerwasser, giftige chemische Bestandteile des Kunststoffs.

Die Auswirkungen der Plastikbelastung auf die menschliche Gesundheit sind unklar, aber Wissenschaftler vermuten seit Jahren, dass sie nicht gut sind. Erstens sind diese Partikel hinterhältig. Sobald sie in den Körper eindringen, überziehen sie sich mit Proteinen und schlüpfen inkognito am Immunsystem vorbei, „wie Trojanische Pferde“, sagt John Boland, Chemieprofessor am Trinity College Dublin, der nicht an dieser Studie beteiligt war. Mikroplastik sammelt auch eine komplexe Mikrobengemeinschaft, die sogenannte Plastisphäre, und transportiert sie in den Körper.

Unsere Nieren entfernen Abfallstoffe und stellen sie so an die vorderste Front der Belastung durch Schadstoffe. Sie sind in der Lage, das relativ größere Mikroplastik herauszufiltern, sodass wir wahrscheinlich viele davon ausscheiden. Aber Nanoplastik ist klein genug, um durch Zellmembranen zu schlüpfen und „an Stellen zu gelangen, wo sie nicht hingehen sollten“, sagt Boland.

„Mikroplastik ist wie Plastikballaststoff: Sie gelangen hinein und werden wieder ausgeschieden“, fügt er hinzu. „Aber es ist durchaus wahrscheinlich, dass Nanoplastik sehr giftig sein kann.“

Joseph Winters

Adrienne So

Julian Chokkattu

Mark Hill

Sobald sie die Abwehrsysteme des Körpers überwunden haben, „hacken die in Kunststoffen verwendeten Chemikalien Hormone“, sagt Leonardo Trasande, Professor an der Grossman School of Medicine der NYU und Direktor des Center for the Investigation of Environmental Hazards. Hormone sind Signalmoleküle, die praktisch allem zugrunde liegen, was der Körper tut. Daher können diese Chemikalien, sogenannte endokrine Disruptoren, alles durcheinander bringen, vom Stoffwechsel bis zur sexuellen Entwicklung und Fruchtbarkeit.

„Babys sind durch diese Schadstoffe stärker gefährdet als ausgewachsene Menschen“, sagt Hussain. Um zu testen, wie viel Plastik Babys ausgesetzt sind, wählte Hussains Team drei Babynahrungsbehälter aus, die in einem örtlichen Lebensmittelgeschäft erhältlich sind: zwei Polypropylengläser, die gemäß den Vorschriften der US-amerikanischen Food and Drug Administration als „mikrowellensicher“ gekennzeichnet sind, und einen hergestellten wiederverwendbaren Lebensmittelbeutel aus einem unbekannten Kunststoff.

Sie ersetzten den ursprünglichen Inhalt jedes Behälters durch zwei verschiedene Flüssigkeiten: entionisiertes Wasser und Essigsäure. Diese simulieren jeweils wässrige Lebensmittel wie Joghurt und saure Lebensmittel wie Orangen.

Anschließend folgten sie den FDA-Richtlinien, um drei Alltagsszenarien mit allen drei Behältern zu simulieren: Lagerung von Lebensmitteln bei Raumtemperatur, Lagerung im Kühlschrank und Lagerung in einem heißen Raum. Außerdem stellten sie die beiden Behälter aus Polypropylengläsern drei Minuten lang auf höchster Stufe in die Mikrowelle. Anschließend wurde für jeden Behälter die verbleibende Flüssigkeit gefriergetrocknet und die zurückgebliebenen Partikel extrahiert.

Bei beiden Arten von Flüssigkeiten und Polypropylenbehältern wurden im Vergleich zu den anderen getesteten Lagerungsbedingungen die meisten Mikroplastik- und Nanoplastikpartikel – bis zu 4,2 Millionen bzw. 1,2 Milliarden Partikel pro Quadratzentimeter Kunststoff – während der Mikrowellenbehandlung abgegeben.

Generell stellten sie fest, dass höhere Lagertemperaturen dazu führen, dass mehr Kunststoffpartikel in Lebensmittel gelangen. Beispielsweise setzte ein Behälter aus Polypropylen über 400.000 mehr Mikroplastik pro Quadratzentimeter frei, nachdem er in einem heißen Raum gelagert wurde, als nach der Lagerung im Kühlschrank (was immer noch dazu führte, dass fast 50.000 Mikroplastik und 11,5 Millionen Nanoplastik pro Quadratzentimeter in die gelagerte Flüssigkeit gelangten). „Ich hatte Angst, als ich die Menge an Mikroplastik unter dem Mikroskop sah“, sagt Hussain.

Um zu testen, welche Auswirkungen diese Kunststoffe auf unseren Körper haben, sobald sie verzehrt werden, badete das Team menschliche embryonale Nierenzellen in den Plastikballaststoffen, die von den Babynahrungsbehältern abgegeben werden. (Das Team entschied sich für diese Art von Zelle, weil die Nieren so viel Kontakt mit aufgenommenem Plastik haben.) Nach zwei Tagen, in denen sie konzentriertem Mikroplastik und Nanoplastik ausgesetzt waren, starben etwa 75 Prozent der Nierenzellen – mehr als dreimal so viele wie Zellen, die zwei Tage lang dort waren in einer viel stärker verdünnten Lösung.

Während die in diesen Lösungen verwendete Kunststoffkonzentration höher war als die, der ein Baby im wirklichen Leben durch das Essen aus einem in der Mikrowelle erhitzten Lebensmittelglas ausgesetzt wäre, weist Hussain darauf hin, dass das volle Ausmaß der Ansammlung von Kunststoffpartikeln im Laufe der Zeit – aus der Nahrung, aus der Luft und … Oberflächen – ist unbekannt und könnte hoch sein. Daher sei es wichtig, die gesundheitlichen Auswirkungen einer hohen Belastung zu untersuchen, sagt er.

Während Hussains Team als erstes die Toxizität von Kunststoffen auf Zellen mithilfe von Partikeln testete, die aus kommerziell erhältlichen Lebensmittelbehältern freigesetzt wurden, ergab eine letztes Jahr im Journal of Hazardous Materials veröffentlichte Übersicht, dass die Exposition gegenüber Mikroplastik Zelltod, Entzündungen und oxidativen Stress verursachen kann . „Kunststoffe sind ein großes Problem für die menschliche Gesundheit“, sagt Trasande. „Diese Studie treibt die Besorgnis nur noch weiter voran.“

Joseph Winters

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Mikro- und Nanoplastik sind nicht die einzigen Partikel, die aus Kunststoffbehältern in Lebensmittel gelangen. Wenn Kunststoff durch Hitze zerbrochen wird, fliegen auch Unmengen chemischer Zusatzstoffe heraus. Boland weist darauf hin, dass die in Hussains Experiment verwendeten Techniken zwar nicht zwischen Kunststoffpolymeren und chemischen Zusatzstoffen unterscheiden konnten, „beide jedoch wahrscheinlich giftig sind“. Wir wissen nicht, ob chemische Zusatzstoffe genauso schädlich sind wie Nanoplastik (oder schlimmer), aber „letztendlich“, sagt er, „ist nichts von dem, was aus diesen Kunststoffen entsteht, für irgendjemanden besonders gut.“

Judith Enck, eine ehemalige EPA-Regionalverwalterin und Präsidentin von Beyond Plastics, einer Politik- und Interessengruppe gegen Plastikverschmutzung, hat vor 30 Jahren aufgehört, Plastik in der Mikrowelle zu erhitzen. Sie meint, das sollten Sie auch tun: „Meine Güte, besonders wenn Sie Kinder haben oder schwanger sind, geben Sie kein Plastik in die Mikrowelle.“ „Es ist eine Nervensäge“, räumt sie ein, aber „selbst diese eine Studie sollte ein Weckruf sein – nicht nur für frischgebackene Eltern, sondern auch für die FDA.“ Sie müssen viel proaktiver sein.“ Transand stimmt zu: „Die FDA hinkt gewaltig hinterher.“ Um die Zulassung eines Kunststoffprodukts für Lebensmittel- oder Getränkeverpackungen zu erhalten, muss ein Hersteller eine begrenzte Menge an selbst gemeldeten Daten an die FDA übermitteln. Doch die Behörde verfügt nicht über die Ressourcen, um die Sicherheit aller Kunststoffprodukte zu testen, bevor sie auf den Markt kommen, oder um sie stichprobenartig zu überprüfen, sobald sie im Handel erhältlich sind.

Polypropylen gilt von der FDA als sicher für den Kontakt mit Lebensmitteln – sogar in der Mikrowelle – und ermöglicht es Unternehmen, es zum Verpacken von Dingen wie Babynahrung zu verwenden. Boland widerspricht: „Ich glaube nicht, dass es mikrowellengeeignete Kunststoffe gibt.“ Trasande und Enck sind sich einig, dass unabhängige Studien zwar weiterhin testen sollten, wie viel Kunststoff aus Lebensmittelverpackungen freigesetzt wird, es aber bereits genügend Beweise dafür gibt, dass „mikrowellengeeigneter Kunststoff“ nicht wirklich sicher ist. „Ich denke, die FDA muss den Unternehmen mitteilen, dass sie nicht länger sagen können, dass Kunststoffe mikrowellengeeignet sind“, sagt Enck.

Um die Exposition des Menschen gegenüber Kunststoffen weitgehend zu reduzieren, sind staatliche Maßnahmen und tiefgreifende Unternehmensveränderungen erforderlich, sagt Trasande. Schließlich sind sie in der Luft, im Wasser und in dir. Enck glaubt nicht, dass die Hersteller den ersten Schritt machen werden. „Unternehmen werden so lange wie möglich Plastik verwenden, weil es billig ist. Das motiviert sie mehr als alles andere“, sagt sie.

Selbst wenn eine neue Technologie auftauchen würde, die verhindern könnte, dass Kunststoffbehälter Partikel abgeben, vermutet Boland, dass Unternehmen sie nicht übernehmen würden, ohne durch Vorschriften dazu gezwungen zu werden. Grundsätzlich könnten Lebensmittelkonzerne und Kunststoffhersteller „sich für Klagen wegen früherer Produkte öffnen“, sagt er, denn eine Änderung ihrer Verpackung würde bedeuten, dass sie schon vorher wissentlich etwas produziert hätten, das Mikroplastik freisetzte.

Enck sagt, dass eine mögliche Lösung darin bestehen könnte, ein externes Zertifizierungsprogramm zu schaffen, das Lebensmittelunternehmen mit unabhängigen Wissenschaftlern verbindet, die ihre Produkte testen und die Ergebnisse an die FDA melden können. Auf individueller Ebene gibt es dennoch einiges zu tun: Auf Mehrwegglas und Edelstahl setzen. Gießen Sie keine heißen Flüssigkeiten in Plastikbehälter. Und bitte hören Sie auf, Plastik in der Mikrowelle zu erhitzen.

Boland sagt, Wissenschaftler sollten weiter forschen, um genau zu verstehen, welche Partikel unter bestimmten Bedingungen aus Kunststoffen freigesetzt werden. „Wenn man nicht messen kann“, sagt er, „kann man keine Gesetze erlassen.“ Aktualisiert am 23.01.23, 13:40 Uhr EST: Mikrowellen erzeugen Wärme und Hydrolyse, aber keine UV-Bestrahlung, wie bereits erwähnt. Aktualisiert am 23.8.23, 11:55 Uhr EST: Diese Geschichte wurde aktualisiert, um die Schreibweise von Leonardo Trasandes Namen zu korrigieren.