Forschende der TU Graz und des Zentrums für Elektronenmikroskopie haben mit einer weiterentwickelten Methode Plastik in den Wurzeln von Weizenpflanzen nachgewiesen. Ob die Partikel bis in die Körner gelangen, sollen weitere Versuche zeigen. Mikro- und Nanoplastik in Böden stellen ein zunehmendes Umweltproblem dar. Bisher war es allerdings schwierig festzustellen, in welchem Ausmaß landwirtschaftliche Nutzpflanzen diese Partikel aufnehmen und ob sie dadurch in die Nahrungskette gelangen. Dies liegt insbesondere daran, dass die Partikel selbst mit hochauflösenden Mikroskopen kaum von pflanzlichen Bestandteilen oder mineralischen Partikeln unterscheidbar sind.
Ein Forschungsteam unter der Leitung von Johannes Rattenberger vom Institut für Elektronenmikroskopie und Nanoanalytik der TU Graz sowie dem Zentrum für Elektronenmikroskopie hat nun eine neue Methode entwickelt. Diese ermöglicht es, die Aufnahme von Nanoplastik sowie deren Weitertransport innerhalb von Pflanzen präzise zu beobachten. In ersten erfolgreichen Laborversuchen mit Winterweizen konnten die Forschenden das Vorhandensein von Nanoplastik in den Wurzeln des Weizens nachweisen.
Goldmarkierung macht Partikel sichtbar
Für ihre Experimente verwendeten die Forschenden Nanoplastikpartikel, die sie mit winzigen Mengen an Gold markierten. Um verfälschte Testergebnisse auszuschließen und eine Reaktion des Goldes mit Wasser, Boden oder Pflanzenwurzeln zu verhindern, wurden die Goldnanopartikel vollständig mit Plastik umhüllt. „Durch die Goldmarkierung sind die Plastikpartikel unter einem Elektronenmikroskop eindeutig identifizierbar“, sagt Projektleiter Johannes Rattenberger. „So können wir in unseren Versuchen genau verfolgen, wie viele Plastikpartikel die Pflanzen aufnehmen und wie weit sie innerhalb der Pflanze transportiert werden.“
Laufende Feldversuche
In ihren anfänglichen Laborversuchen kultivierten die Forschenden Winterweizen in Pflanzschalen, deren Erde mit den goldmarkierten Plastikpartikeln angereichert war. Schon nach wenigen Wochen konnten sie das Nanoplastik in den Wurzeln der jungen Pflanzen nachweisen. „Die Auswertungen unserer bisherigen Laborversuche legen nahe, dass landwirtschaftliche Nutzpflanzen grundsätzlich Nanoplastik aufnehmen. In welchem Umfang dies geschieht, in welchen Pflanzenteilen sich Nanoplastik besonders anreichert und welche Unterschiede es zwischen verschiedenen Pflanzenarten gibt, müssen weitere Forschungsarbeiten zeigen“, sagt Johannes Rattenberger. Sein Team unternimmt bereits Feldversuche, bei denen nach der Ernte auch die Getreidekörner untersucht werden.
An der Forschungsarbeit sind die Versuchsanstalt für Getreideverarbeitung (VG) und die Lebensmittelversuchsanstalt (LVA) beteiligt. Die Forschenden verfolgen das gemeinsame Ziel, die Auswirkungen von Mikro- und Nanoplastik auf die Qualität von Getreide und Mehl zu untersuchen und darauf basierend konkrete Empfehlungen zu entwickeln, um die Kontamination so gering wie möglich zu halten.