Tuesday, 30. August 2016
12.12.2015
 
 

Plastik-Schadstoff: Dem schleichenden Gift auf der Spur

Andreas von Rétyi

In der weltweiten Medienlandschaft geht so manch wichtiges Thema seltsam einhellig unter. Nur relativ wenig zu hören ist auch von einer besorgniserregenden Chemikalie, die aus Kunststoffverpackungen allmählich in Lebensmittel sickert: DEHP, ein Weichmacher. Zwar wurden die Gesetze in den vergangenen Jahren verschärft, doch treibt diese Substanz in der Welt nach wie vor ihr heimliches Unwesen in der Welt. Zwei neuseeländische Ingenieure haben jetzt einen hochempfindlichen Sensor entwickelt, der selbst geringfügige DEHP-Mengen schnell und zuverlässig identifiziert.

 

DEHP sorgte 2011 in Thailand für einen Lebensmittelskandal, als bekannt wurde, das gleich mehrere Dutzend Unternehmen diesen Weichmacher verwendet hatten, um Palmöl als Zusatz zu ersetzen, das seinerseits einem Getränk die gewünschte »gesunde Naturtrübe« verleiht. DEHP wurde von den Firmen nicht nur in Fruchtsäfte oder Tees eingebracht, sondern darüber hinaus auch in Lebensmittel wie Brot oder Marmelade.

 

Die taiwanesische Regierung untersuchte die Vorfälle zwei Jahre lang, um dann Strafen gegen insgesamt 37 Unternehmen zu verhängen. Allerdings kam diese Aktion kaum über einen Symbolcharakter hinaus, musste jede einzelne Firma doch nur wenig mehr als 1000 US-Dollar zahlen.

 

Bis(2-ethylhexyl)phthalat, auch als »Diethylhexylphthalat« (DEHP) oder »Dioctylphthalat« (DOP) bezeichnet, wird vor allem als Weichmacher verwendet, um Kunststoffgegenstände flexibler werden zu lassen.

 

Allerdings geht dieses Molekül keine chemische Bindung mit der Kunststoffmatrix ein, sondern wird nur in dessen Struktur eingebettet, um mit der Zeit in die Umgebung zu entweichen.

 

Entsprechend verpackte Lebensmittel reichern sich also mit diesem Stoff an, und das bleibt nicht ohne gesundheitliche Folgen. Häufig finden sich keinerlei Kennzeichnungen. Entsprechend verunsichert sind Verbraucher weltweit, ob und in welchen Konzentrationen nun toxische Stoffe aus Plastikverpackungen frei werden könnten. Eine unsichtbare, nicht zu unterschätzende Gefahr.

 

DEHP wird als Teratogen eingestuft, somit als Chemikalie, die bei Embryonen zu äußeren Fehlbildungen führt. Mittlerweile wird stattdessen offiziell von einer »reprotoxischen Substanz« gesprochen, was per definitionem sowohl eine Schädigung des Kindes im Mutterleib als auch eine Beeinträchtigung der Fortpflanzungsfähigkeit mit einschließt. DEHP gilt somit als hormonaktiver Stoff oder Endokriner Disruptor, der das natürliche Hormonsystem verändert. Vor allem männliche Neugeborene werden geschädigt.

 

Die Weltgesundheitsorganisation WHO stuft DEHP-Konzentrationen oberhalb von sechs ppb als gefährlich für die menschliche Gesundheit ein. Seltener wird erwähnt, dass die International Agency for Research on Cancer als Unterorganisation der WHO jene Chemikalie auch als mögliches Karzinogen wertet, als potenziell krebsfördernde Substanz. Auch andere Institutionen sehen diese Gefahr als reale Möglichkeit.

 

Entsprechend wichtig war es zwei neuseeländischen Forschern, sich bei Bedarf sehr schnell Gewissheit über Vorhandensein und Konzentration von DEHP verschaffen zu können. Zu diesem Zweck entwickelten Professor Subhas Mukhopadhyay und Dr. Asif Zia von der School of Engineering and Advanced Technology an der staatlichen Massey-Universität ein kompaktes Prüfgerät: Der elektrochemische Sensor misst lediglich 2,5 Millimeter im Quadrat und wird innerhalb einer Flüssigkeit bewegt, um darin enthaltene DEHP-Moleküle aufzuspüren.

 

Dabei spricht er bereits auf Konzentrationen von zwei ppb an, wobei der gesamte Test innerhalb von zehn Minuten abgeschlossen ist. Der kleine Sensor ist mit einem Polymer beschichtet, das einem chemischen »Klettband« gleicht und selektiv DEHP-Moleküle aus der Flüssigkeit schöpft. Sie bleiben über schwache Wasserstoffbrückenbindungen am Sensor hängen, der anschließend gewässert wird. Die eingefangenen Moleküle durchlaufen danach ein elektromagnetisches Feld. Dabei wird über den Wechselstromwiderstand ermittelt, in welcher Konzentration die DEHP-Moleküle vorliegen.

 

Dr. Zia bezeichnet die Technologie als einen Durchbruch, da sie in der Anwendung einfach sei und außerdem empfindlich genug, um geringe Substanzmengen zu messen. Weitere Vorteile seien die Robustheit der ohnehin regenerierbaren Vergütung, die Jahre überdauern könne, ohne sich abzunutzen.

 

Nicht zuletzt betont Zia die Schnelligkeit des Verfahrens, während »frühere Methoden erforderten, eine Probe ins Labor zu senden, wo zunächst einmal die fraglichen Moleküle ausgesondert und dann mit einem Flammenionisationsdetektor, mit Massenspektroskopie und Hochleistungs-Flüssigchromatografie getestet werden mussten. Das konnte bis zu einer Woche dauern. Unter Verwendung von elektrochemischer Impedanzspektroskopie beanspruchen die Testabläufe lediglich wenige Minuten.«

 

Die neuseeländischen Wissenschaftler hoffen, dass ihr neuer Sensor irgendwann zum integrierten Bestandteil von »intelligenten Häusern« wird. Diese smarten Wohn-Umgebungen sollen mit Sensoren und Computern ausgestattet sein, um unter anderem die Belastung durch möglicherweise vorhandene toxische Stoffe zu messen, die Bewohner mit entsprechenden Informationen zu versorgen und damit deren Gesundheit zu schützen. Sinnvoll umgesetzt, wäre diese Form der Überwachung sicherlich wünschenswert. Nur darf sie eben nicht wieder neue Möglichkeiten bieten, zusätzlich auch in die Privatsphäre einzudringen.

 

Eine sattsam bekannte Tatsache ist die enorme Verbreitung von vielfach schädlichen Kunststoffen in der Welt, darauf weist auch Dr. Zia hin und stellt zum DEHP-Problem fest: »Plastik ist ein Lebensstil, man kann das kaum vermeiden. Wir nehmen jeden Tag geringe Mengen dieser Zusatzstoffe auf, die sich über längere Zeit im Körper ansammeln und Schwierigkeiten verursachen können.«

 

Wie der Forscher festhält, sind kontaminierende Stoffe, wie sie aus dem Plastik ausströmen, ein wirklich globales Thema. Als Weichmacher ist DEHP ein universaler Bestandteil und findet sich in Bodenbelägen, Dichtungen, Schläuchen, Schreibwaren, Verpackungen, Planen, Vorhängen, Matratzen, bedruckten T-Shirts, Werkzeugen, sogar Kinderspielzeug und Medizinprodukten, um nur einige Beispiele aus einer langen Liste zu nennen. Mittlerweile haben die USA und einige andere Länder DEHPs aus Plastik verbannt. Doch dort, wo das nicht der Fall ist, sei der Sensor eine wesentliche Hilfe, erklärt Dr. Zia.

 

Die Europäische Chemikalien-Agentur ECHA legte bereits Ende Oktober 2008 eine Kunden-Informationspflicht für alle Artikel fest, die DEHP enthalten. Von diesem Zeitpunkt an war auch verboten, die Substanz in Spielzeug und Babyartikel einzubringen. Seit Anfang 2015 darf die Chemikalie nicht mehr ohne Zulassung in Verkehr gebracht werden. Das hält ein Anhang der so genannten REACH-Verordnung als EU-Chemikalienverordnung fest. Allerdings bleiben weiterhin Lücken im System, abgesehen von älteren oder von außerhalb der EU stammenden Produkten.

 

REACH zielt zwar vor allem auf Nicht-EU-Unternehmen ab, die betreffende Chemikalien in den EU-Raum einführen. Dabei gilt die Regelung ab mehr als einer Tonne des jeweiligen Chemieprodukts. Verstöße sind in Deutschland mit einer Strafe belegt.

 

Doch erscheinen den neuseeländischen Entwicklern weder die bestehenden Regelungen in den USA noch in der EU als ein Zeichen, mit ihrer Erfindung möglicherweise zu spät gekommen zu sein. Im Gegenteil: Sie betonen, dass nun jedermann, der außerhalb jener Zonen strikterer Gesetze lebt oder sich dort länger aufhält, über einen einfachen und kostengünstigen Weg verfügt, zu prüfen, ob Grenzwerte der Kontamination überschritten werden. Und auch hierzulande dürfte diese Technik durchaus für ein Mehr an Sicherheit sorgen.

 

Derzeit arbeitet die Gruppe an einer biologischen Version des Sensors, der Kollagen in Blutproben identifizieren soll. Hohe Kollagenwerte könnten frühe Anzeichen für eine einsetzende Osteoporose sein. Hier wollen die Forscher ebenfalls eine schnelle Nachweismethode entwickeln. Über ihre Arbeit haben sie im Fachblatt Biosensors and Bioelectronics berichtet.

 

 

 

 

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