Gerät für die Mikroplastik-Analytik in Betrieb genommen!

Jessica Kubatov, Kerstin Schöberl (CVUA Karlsruhe)

 

Mikroplastik - mikroskopisch kleine Kunststoffpartikel - sind spätestens seit dem „Glitzer-Verbot“ in aller Munde. [1] Doch Mikroplastik steckt nicht nur in glitzerndem Make-up, sondern ist inzwischen in allen Bereichen des täglichen Lebens zu finden. Am Chemischen und Veterinäruntersuchungsamt (CVUA) Karlsruhe wurde nun ein Pyrolyse-Gaschromatograph-Massenspektrometer (Pyrolyse-GC/MS) in Betrieb genommen. Mit diesem speziell aufgebauten Gerät sollen künftig Lebensmittel im Labor auf Mikroplastik untersucht werden.

Auf dem Bild ist ein Sandwich zu sehen, das mit Salat, Tomaten und bunten Mikroplastikpartikeln belegt ist. (mit KI erstellt)

Abb. 1: Mikroplastik-Sandwich (mit KI erstellt)

 

Wie gelangt Mikroplastik in Lebensmittel?

Mikroplastik wird sowohl absichtlich als auch unabsichtlich in die Umwelt eingetragen. Es kann beispielsweise in Düngemitteln oder auf Kunstrasenplätzen zum Einsatz kommen. Es wird aber auch in Reinigungsmitteln für eine bessere Reinigungswirkung oder zur Verkapselung von Duftstoffen für eine langanhaltende Frische verwendet.

 

Mikroplastik kann aber auch unbeabsichtigt durch den Abbau von Kunststoffen entstehen, die in die Umwelt gelangen. Dazu gehören beispielsweise Reifenabrieb, Synthetikfasern von Kleidung, Kunststofftüten und anderes Verpackungsmaterial, sowie Fischereiwerkzeug oder Abfälle der Kunststoffindustrie. Wird dieser Abfall über einen langen Zeitraum dem UV-Licht der Sonne ausgesetzt, zersetzt er sich in mikroskopisch kleine Teile – Mikroplastik.

 

Ist Mikroplastik erst einmal in der Umwelt, kann es auch in unsere Lebensmittel und unser Trinkwasser gelangen. [2] 66 % der Verbraucherinnen und Verbraucher sind über Mikroplastik in Lebensmitteln besorgt. Zu diesem Ergebnis kam eine Umfrage des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) im Februar 2023. [3]

 

Mikroplastik ist in Lebensmitteln bisher nicht geregelt

Nach derzeitiger Rechtslage ist der Mikroplastikgehalt in Lebensmitteln, anders als in kosmetischen Mitteln, nicht eingeschränkt. Allerdings wurde im Jahr 2020 die EU-Trinkwasserrichtlinie (Richtlinie (EU) 2020/2184) verabschiedet. [4] Diese Richtlinie sieht vor, dass die Europäische Kommission eine Methodik zur Bestimmung von Mikroplastik vorlegt, mit dem Ziel, Mikroplastik in die sogenannte „Beobachtungsliste“ aufzunehmen. In diese Beobachtungsliste werden Substanzen aufgenommen, die von öffentlichem oder wissenschaftlichem Interesse für die Gesundheit sind.

 

Auf dem Bild ist ein analytisches Messgerät in einem Labor zu sehen.

Abb. 2: Das neue Pyrolyse-GCMS-Gerät im zentralen Messlabor des CVUA Karlsruhe

 

Wie funktioniert die Analyse von Mikroplastik?

Die Probe wird zunächst in winzigen Behältnissen (4 mm Durchmesser, 8 mm Höhe, siehe Abbildung 3) in einem Ofen bei 650°C verbrannt (Pyrolyse). Hierdurch entstehen kleine Molekülbruchstücke, die als Gas in den Gaschromatographen geleitet und dort aufgetrennt werden. Mithilfe des angeschlossenen Massenspektrometers lassen sich diese Fragmente anschließend identifizieren und quantifizieren. So kann bestimmt werden, wie viel Mikroplastik in einem Lebensmittel enthalten ist. Zusätzlich können auch Informationen über die Art des Kunststoffes erhalten werden. Dies ist hilfreich, um herauszufinden, wie das Mikroplastik in das Lebensmittel gelangt ist.

 

Auf dem linken Bild ist der obere Teil einer Wasserflasche zu sehen. Auf dem Deckel steht das 8mm große Probengefäß mit einem Maßstab im Hintergrund. Auf dem rechten Bild ist ein metallischer Aufsatz mit einem gläsernen Auffangbehältnis an der Seite zu sehen.

Abb. 3: Die Probe wird in ein Probengefäß (links) überführt und im Pyrolyseofen (rechts, ohne Abdeckung) verbrannt

 

Ausblick

Nach erfolgreichen Vorversuchen mit verschiedenen Verpackungsmaterialien geht es im nächsten Schritt darum, die unterschiedlichen Kunststoffe analytisch zu unterscheiden. Eine weitere Herausforderung ist die Probenvorbereitung. Wie bekommt man den gesamten Inhalt einer Wasserflasche in ein winziges Probengefäß, um den Mikroplastikgehalt zu bestimmen? Mit wachsender Erfahrung und Einfallsreichtum können auch diese Herausforderungen gemeistert werden, um mehr Informationen über den Eintrag von Mikroplastik in unsere Lebensmittel zu erhalten.

 

Literatur

[1] https://www.tagesschau.de/wirtschaft/verbraucher/mikroplastik-verbot-eu-100.html

[2] EFSA (2016): Presence of microplastics and nanoplastics in food, with particular focus on seafood. In: EFSA (EFSA Journal) 14 (6). DOI: 10.2903/j.efsa.2016.4501

[3] https://www.bfr.bund.de/de/publikation/bfr_verbrauchermonitor-192699.html, aufgerufen am 18.03.2024

[4] Richtlinie (EU) Nr. 2020/2184 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 16. Dezember 2020 über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch

 

 

Artikel erstmals erschienen am 30.04.2024