Über den Boden

Sojabohnen nehmen schädliche Nanopartikel auf

(Bild: Laurie C. Van De Werfhorst, Patricia Holden/UCSB)

Nanopartikel, die unter anderem bei der Produktion von Katalysatoren oder Kosmetika anfallen, können über Gemüse in unsere Nahrung gelangen, wie nun eine internationale Forschergruppe festgestellt hat. Die Wissenschaftler pflanzten Sojabohnen in einen Boden, der Nano-Zinkoxid oder -Ceriumdioxid enthielt. Das Ceriumdioxid habe schon in geringen Konzentrationen das Pflanzenwachstum gehemmt, bei höheren Werten sei nahezu die gesamte Stickstoffaufnahme der Sojabohnen blockiert worden, berichten die Forscher.

Die Forscher setzten Sojabohnenkeimlinge vom Samen bis zur ausgewachsenen Pflanze in Erde mit verschieden hohen Konzentrationen an Nanopartikeln ein. Die Töpfe enthielten zwischen fünf und 50 Gramm Nano-Zinkoxid pro Kilogramm Erde oder aber zwischen zehn und 100 Gramm Nano-Ceriumdioxid pro Kilogramm. Nachdem die Pflanzen ausgewachsen waren, prüften die Wissenschaftler deren Größe und den Ertrag an Sojabohnen. Zudem analysierten sie, wie viel Zink und Cerium aus den Nanopartikeln in den verschiedenen Pflanzengeweben enthalten waren.

"Die Nanopartikel bleiben nicht im Boden, sondern werden von den Pflanzen aufgenommen und angereichert ", berichtet John Priester von der University of California in Santa Barbara in einer Aussendung der Universität. In den Wurzeln der mit Ceriumdioxid-Partikeln gewachsenen Sojabohnenpflanzen maßen die Forscher bis zu vierhundertfach erhöhte Ceriumwerte. Durch diese Anreicherung hätten die Pflanzen nur noch wenig Stickstoff aus dem Boden aufgenommen. Weil ihnen dieser wichtige Nährstoff fehlte, wuchsen sie langsamer und produzierten weniger Sojabohnen. Sollten zukünftig mehr dieser Nanopartikel in die Böden gelangen, könnte dies die Erträge wichtiger Nutzpflanzen mindern und man müsste die Düngung erhöhen, warnen die Forscher.

Ertrag und Qualität gefährdet
Das Zink aus dem Nano-Zinkoxid habe sich dagegen vor allem in den oberirdischen Pflanzenteilen angesammelt. In den Blättern waren die Werte viermal höher als normal gelegen, in den Bohnen immerhin noch dreimal höher. "Sehr hohe Zinkgehalte können Langzeiteffekte sowohl für die Pflanzen als auch für die menschliche Gesundheit haben", berichten Priester und seine Kollegen. Je nach Nanopartikel sei damit in einem Fall der Ertrag gefährdet, im anderen aber die Qualität eines wichtigen Nahrungsmittels.

Immer mehr Nanopartikel in der Umwelt
Die Ergebnisse würden einen klaren, aber wenig erfreulichen Ausblick darauf liefern, welche Folgen die in immer mehr Produkten enthaltenen Nanopartikel langfristig für Umwelt und Gesundheit haben könnten, so die Forscher. Ceriumdioxid-Nanoteilchen werden unter anderem in Keramik-Katalysatoren und Dieselrußfiltern von Autos eingesetzt, Nano-Zinkoxid ist unter anderem in Sonnencremes und Kosmetika enthalten.

"Nanopartikel weder überwacht noch reguliert"
"Bisher werden Nanopartikel aber weder systematisch überwacht noch reguliert", so Priester. Über Abgase und Abwässer oder Klärschlamm gelangen die Nanoteilchen immer häufiger auch in die Böden, werden dort von den Pflanzen aufgenommen und können auf diesem Weg in die menschliche Nahrungskette gelangen. Es sei daher wichtig, in Zukunft mehr als bisher darauf zu achten, dass Nanopartikel nicht unkontrolliert in Abwasser und Böden gelangen, meinen die Forscher. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie im Fachmagazin "Proceedings of the National Academy of Sciences".