Detektivin für Mikroplastik

Wir treffen Raquel Gonzalez de Vega in ihrem Büro am Institut für Analytische Chemie an der Uni Graz. Und haben damit Glück. Denn normalerweise findet man sie eher im Labor. „Die Arbeit im Labor ist mir viel lieber als die Zeit am Schreibtisch“, lacht sie. Zudem ist die gebürtige Spanierin gefragte Speakerin auf internationalen Konferenzen und kehrte erst wenige Tage vor unserem Besuch von einem Kongress in Arizona (USA) zurück. 

Ihre Expertise ist geschätzt – kein Wunder, ihr Forschungsthema ist ein zunehmendes „Hot Topic“ in der Gesellschaft wie in der Wissenschaft: Gonzalez de Vega beschäftigt sich mit der Messbarkeit von Mikro- und Nanoplastik in der Umwelt und konnte auf diesem Gebiet einen spektakulären wissenschaftlichen Durchbruch erzielen.

Zur Ausgangslage: Winzig, mobil, langlebig – als Mikroplastik gelten Kunststoffpartikel kleiner als 5 Millimeter, die teils gezielt hergestellt werden (etwa für Kosmetika) oder durch den Zerfall größerer Plastikabfälle entstehen. Als Mikropartikel landen sie im Meer, in Böden, in der Luft, in Lebensmitteln und im Trinkwasser. Menschen nehmen die Teilchen vor allem über Nahrung auf. Die langfristigen gesundheitlichen Auswirkungen sind noch nicht vollständig erforscht, doch Mikroplastik kann Schadstoffe binden und sich in Organismen anreichern. Internationale Lösungen sind daher dringend erfordert.

Ein entscheidender Schritt zur Lösung: die genaue Detektion und Charakterisierung der winzigen Teilchen. Bisherige Messmethoden konnten Partikel im Abwasser nur mit einer bestimmten Mindestgröße nachweisen – größer als 50 Mikrometer. „Das ist völlig unzureichend, da die Partikel auch in wesentlich kleinerer Größe auftreten“, so Gonzalez de Vega. In jahrelanger Forschung gelang ihr die Entwicklung eines analytischen Verfahrens, mit dem sich auch die bislang unsichtbaren Kunststoffteilchen zuverlässig detektieren und charakterisieren lassen. „Damit können wir Partikel bis in den Nanobereich bestimmen sowie auch die Art des Polymers – also PET, PE, PU oder PS etc. – erkennen.“ Der Durchbruch gelang ihr durch die innovative Anwendung eines etablierten Verfahrens. „Wir haben es geschafft, die altbewährte Massenspektrometrie auch für Einzelteilchen anwendbar zu machen.“

Grundlagen für EU-Umweltpolitik

Die Methode eignet sich besonders gut für Messungen im Abwasser bzw. in Kläranlagen – und fällt in eine Zeit, in der eine neue verschärfte EU-Abwasserrichtlinie in Kraft tritt. Diese Richtlinie sieht künftig strengere Maßnahmen für die Schadstoffüberwachung und Abwasserreinigung vor. „Zu den wichtigsten Methoden, um Schadstoffe wie Mikroplastik in Kläranlagen einzudämmen, zählen Ozon-basierte Verfahren“, so Gonzalez de Vega. „Meine Forschung bestätigt allerdings, dass Ozon größere Partikel zwar zerstört, gleichzeitig aber neue Nanoplastikfragmente erzeugt.“ Damit stellt sich die Frage: Wie sinnvoll ist eine „Entfernung“ von Mikroplastik, wenn dabei Nanoplastik entsteht, das noch mobiler und schwerer kontrollierbar ist? Die neuen Analysemöglichkeiten der Forscherin könnten damit den Beginn einer wissenschaftlich fundierten Neubewertung europäischer Richtlinien zur Wasseraufbereitung und Plastikregulierung markieren. „Eine Folge könnte sein, dass es künftig neue bzw. zusätzliche Verfahren zur Abwasserreinigung braucht oder – am wahrscheinlichsten – eine Kombination aus mehreren“, so Gonzalez de Vega, die neben ihrem Schwerpunkt auf Mikroplastik auch intensiv an der Detektion von sogenannten Ewigkeitschemikalien (PFAS) forscht. „Auch das sind sehr problematische Stoffe, für die es noch viel Forschung braucht.“

Über 50 wissenschaftliche Publikationen hat Gonzalez de Vega, die bislang Forschungsstationen in Deutschland, Schweden und Australien absolvierte, trotz ihres noch jungen Alters bereits veröffentlicht. Zudem wurde sie vom renommierten „Journal of Analytical Atomic Spectrometry“ als Emerging Scientist ausgezeichnet. An ihrem Institut wird die Forscherin als „inspirierendes Role Model“ beschrieben – „als Wissenschaftlerin, die interdisziplinär denkt, wissenschaftliche Präzision mit gesellschaftlicher Verantwortung verbindet und zeigt, dass Spitzenforschung dann am wirksamsten ist, wenn man den Mut hat, bestehende Systeme zu hinterfragen.“ Eine würdige Gewinnerin des „SPIRIT-Award for Women in Science“.

Fotos: Oliver Wolf