Zigarettenfilter setzen Mikroplastik in Sekunden frei

Ein weggeworfener Zigarettenfilter erweist sich als unmittelbare Quelle für Mikroplastikverschmutzung: Schon wenige Sekunden nach dem Kontakt mit Wasser setzt er rund zwei Dutzend Fasern frei.

Diese schnelle Freisetzung verkürzt den Weg vom Müll zur Verunreinigung drastisch. Kunststoff und daran haftende Schadstoffe können dadurch nahezu unmittelbar in Gewässer gelangen, nachdem ein Zigarettenstummel auf dem Boden landet.

Was passiert, wenn ein Zigarettenstummel nass wird?

Sobald Wasser einen Zigarettenfilter erreicht, lösen sich lockere Fasern, noch bevor ein sichtbarer Zerfall einsetzt.

John D. Atkinson und sein Team an der University at Buffalo halten dieses sofortige Ablösen als entscheidendes Merkmal des Verhaltens von Zigarettenabfällen in feuchten Umgebungen fest.

Ursache ist die Materialkonstruktion des Filters: Während des Rauchens soll er stabil bleiben, bei Kontakt mit Wasser lockert er sich jedoch rasch.

Aufbau von Zigarettenfiltern

Die meisten Zigarettenfilter bestehen aus Celluloseacetat, einem Kunststoff, der durch chemische Veränderung pflanzlicher Cellulose entsteht und zu Tausenden feinen Strängen gebündelt wird.

Aufgrund dieser chemischen Zusammensetzung widersteht das Material dem Verrotten. Ein weggeworfener Filter kann deshalb jahrelang im Freien liegen und dabei ausfransen.

Jeder Stummel enthält mehr als 10.000 Stränge. Bereits beim Rauchen lagern sich Teer und Metalle an seiner Oberfläche ab, noch bevor er als Abfall weggeworfen wird.

Weil der Filter von Anfang an belastet ist und sich nur langsam zersetzt, wird aus einer kurzen Gewohnheit ein langfristiges Reinigungsproblem für Gewässer.

Der Faserschub beim Eintauchen

Bereits der erste Wasserkontakt löste Fasern am abgeschnittenen Ende des Filters, bevor äußerlich ein Zerfall erkennbar war.

Das Wasser weichte den Klebstoff auf, der das Bündel zusammenhält. Dadurch glitten einzelne Stränge allein durch ihr Eigengewicht heraus.

Das Forschungsteam vermied zusätzliche Handgriffe, um die Zählungen bewusst zurückhaltend zu halten. In der Praxis könnten Betreten und Scheuern daher noch deutlich mehr Fasern freisetzen.

Das ist relevant, weil ein Filter neben einem Gully schon beim ersten Regen mit dem Ausfasern beginnen kann.

Wasserbewegung verstärkt die Freisetzung

In den folgenden zehn Tagen zog bewegtes Wasser weiter an dem Filter und setzte zusätzliche Fasern frei, während sich das Bündel lockerte.

Nach zehn Tagen hatte ein einzelner Stummel je nach Stärke der Wasserbewegung 63 bis 144 Fasern abgegeben.

Stärkere Bewegung erhöhte die Freisetzung gegenüber ruhigem Wasser um etwa das 1.69-Fache. Das zeigt, dass mechanische Belastung ebenso bedeutsam war wie die Zeit.

Wo Wellen, Bootsverkehr oder Straßenabfluss das Wasser aufwühlen, kann diese zusätzliche Belastung aus einem einzelnen Abfallstück eine fortlaufende Quelle von Fasern machen.

Hochrechnung für New York

Weltweit zählen Zigarettenstummel zu den häufigsten Abfällen; jedes Jahr werden schätzungsweise 4,5 Billionen davon weggeworfen.

Auf Grundlage der im Labor gemessenen Freisetzungsraten prognostizierte das Team der University at Buffalo für die Gewässer von New York täglich 71 Millionen bis 1,4 Milliarden Fasern.

Landkreise mit hoher Bevölkerungsdichte erwiesen sich im Modell als Belastungsschwerpunkte. Die Forschenden behandelten die Werte als Mindestschätzungen, um Übertreibungen zu vermeiden.

Selbst der niedrigste Wert deutet darauf hin, dass alltägliches Wegwerfverhalten Flüsse und Seen unauffällig mit Kunststofffäden in einer für Städte relevanten Größenordnung belasten kann.

Nicht nur Kunststoff

Rauch hinterlässt klebrige Rückstände im Inneren des Filters. Diese Chemikalien haften an den Strängen, die sich später lösen.

Da es sich bei diesen Strängen um Mikroplastik handelt – winzige Kunststoffteile mit einer Größe von weniger als etwa 5,1 Millimetern –, können sie die Rückstände im Wasser weitertransportieren.

„Man hat sowohl die physische Verschmutzung durch die Fasern als auch die chemische Verschmutzung durch alles, was an ihnen haftet“, sagte Atkinson.

Diese doppelte Belastung erschwert die Reinigung, denn die Fäden verbreiten sich weiter als der ursprüngliche Stummel und lassen sich schwieriger einsammeln.

Gefahren für Wildtiere

Fische, Insekten und andere Wasserlebewesen können die treibenden Fäden bei der Nahrungssuche aufnehmen, weil die Partikel so klein bleiben.

Verschluckte Fasern können die Verdauung blockieren. Zudem können anhaftende Chemikalien Zellen belasten, indem sie Membranen und die normale Funktion von Enzymen stören.

Frühere Laborarbeiten zeigten, dass aus Zigarettenstummeln austretende Chemikalien Fischen schadeten. Das bestärkt die Sorge, dass Filterverschmutzung sowohl Kunststoff als auch Giftstoffe einbringt.

Wenn sich diese Schäden durch zahlreiche Stummel summieren, können lokale Bäche an Widerstandskraft verlieren, lange bevor eine eindeutige Veränderung sichtbar wird.

Mehr als Mikrofasern aus der Wäsche

Beim Waschen synthetischer Kleidung gelangen Mikrofasern – feine Fäden, die sich aus Kunststofftextilien lösen – ins Abwasser und schließlich in Flüsse.

Da sich die meisten Untersuchungen auf Wäsche konzentrieren, kann die Verschmutzung durch Zigarettenfilter bei der routinemäßigen Überwachung unbemerkt bleiben.

Filter schaffen einen anderen Eintragspfad: Menschen rauchen häufig an Gehwegen und in Parks, wo Regen Abfall in die Kanalisation spülen kann.

Wenn Behörden diesen Eintragspfad berücksichtigen, können Präventionspläne sowohl die Einleitung aus der Wäsche als auch weggeworfenen Müll angehen, bevor er das Wasser erreicht.

Entscheidungen zu Design und Entsorgung

Zigarettenstummel von Rinnsteinen fernzuhalten, verringert die Freisetzung von Kunststoff direkt an der Quelle, denn Wasserkontakt ist der Auslöser.

Sinnvoll platzierte Abfallbehälter und Gullysiebe unterbrechen diesen Weg, indem sie Filter auffangen, bevor diese durchnässen und Fasern abgeben.

Forschende aus dem Bereich öffentliche Gesundheit haben argumentiert, dass Zigarettenfilter für Rauchende keinen nachgewiesenen Nutzen bieten, zugleich aber langlebigen Umweltmüll verursachen.

Solange Hersteller weiterhin Einwegspitzen aus Kunststoff verkaufen, wird die Last der Reinigung bei Städten, Parks und Gewässern liegen.

Die Ergebnisse ordnen ein vertrautes Abfallstück neu ein: als schnelle Quelle für Kunststofffäden und chemische Rückstände.

Sauberere Straßen, eine intelligentere Entwässerung und klarere Produktvorgaben könnten diesen Eintrag begrenzen. Unter realen Bedingungen könnte die Freisetzung jedoch noch höher ausfallen.