Mikroplastik: Vom Nachweis zur Vermeidung

Im deutsch-dänischen Grenzgebiet werden jährlich Tausende Tonnen Mikroplastik freigesetzt. Das von der Europäischen Union im Rahmen von Interreg Deutschland-Danmark geförderte Projekt PlastTrack untersucht mögliche Gefahren für die Umwelt und uns Menschen. Außerdem entwickeln die beteiligten Institutionen Instrumente zur Überwachung und Bekämpfung der Plastikverschmutzung in der Region. Die Leitung liegt bei der Süddänischen Universität (SDU) in Sønderborg. Auf deutscher Seite trägt das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel trägt Wissen zum Nachweis kleinster Partikel in verschiedenen Wasserkörpern bei. Das Alfred-Wegener-Institut unterstützt das Projekt mit Experimenten in Mesokosmen sowie seiner Expertise in der Analyse von Mikroplastik in der Umwelt.

Mikroplastik ist sowohl ein globales als auch ein lokales Problem – selbst im menschlichen Blut konnte es schon nachgewiesen werden. Im Meer finden sich die Kunststoff-Partikel sowohl an der Oberfläche als auch am Grund der tiefsten Ozeane, Meeresströmungen transportieren sie in alle Welt. Probennahmen in der Ostsee zeigten Mikroplastik in 28 Prozent aller untersuchten Fische. Die weniger als fünf Millimeter großen Teilchen stammen aus Zersetzungsprozessen größerer Plastikstücke und sind mit bloßem Auge kaum zu erkennen. Als Nanokunststoff können sie auch Zellmembranen durchdringen, was das Material sehr gefährlich machen kann.

„Es gibt große Wissenslücken, woher das Plastik im Ozean kommt, wie es abgebaut wird und wo es letztendlich landet“, sagt Professor Dr. Jacek Fiutowski von der Süddänischen Universität (SDU). Unter seiner Leitung wird das neue im Rahmen von Interreg Deutschland-Danmark von der Europäischen Union geförderte Projekt PlastTrack Maßnahmen entwickeln, um die Plastikflut in der Region zu bekämpfen. Neben Einrichtungen an der SDU und der dänischen Ingenieurfirma NEWTEC sind das GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel und das Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung vertreten. Innerhalb der Projekt-Laufzeit von drei Jahren werden die Partner den Abbau von Kunststoffen untersuchen und Standardverfahren für die Probenahme von Mikro- und Nanokunststoffen aus verschiedenen Wasserkörpern vorschlagen. Außerdem wird eine Datenbank für den Wissensaustausch und den Vergleich von Labordaten eingerichtet.

Das GEOMAR trägt zur Entwicklung von standardisierten Abläufen für die Probenahme von Kunststoff-Partikeln im Mikro- und Nanobereich aus Gewässern bei. „Derzeit können wir Plastikpartikel im Nanometer-Größenbereich nicht effizient beproben, was die Analyse-Optionen sehr einschränkt“, erläutert Professorin Dr. Anja Engel, Leiterin des Forschungsbereichs Marine Biogeochemie am GEOMAR. „Es ist aber wichtig, diese kleinsten Partikel über gut umsetzbare Standardverfahren in Meeres-, Brack- und Süßwassersystemen genau zu erfassen und kontaminationsfrei nachweisen zu können. Dafür nutzen wir das Fachwissen des GEOMAR über die Partikeldynamik im Meer, sowie die Expertise im Bereich Beprobung von Nano- und Mikropartikeln und deren Isolierung, Aufbereitung und Anreicherung im Labor.“

Das Alfred-Wegener-Institut bringt langjähriges Know-how in der Mikroplastik-Analyse von Umweltproben ein. Diese reichen von Wasserproben wie Oberflächengewässer und aufgearbeitetes Abwasser hinzu Sediment- und Klärschlammproben. „Auf internationaler Ebene hat die Entwicklung von Standardverfahren zur Analyse von Mikroplastik gerade erst begonnen“, sagt Dr. Sebastian Primpke, Wissenschaftler an der Biologischen Anstalt Helgoland, die zum Alfred-Wegener-Institut gehört. „In aktuellen Projekten konnten wir zeigen, dass gerade für Kunststoff-Partikel im Nanometer-Bereich noch ein großer Forschungs- und Standardisierungsbedarf besteht. Um diese Lücken im Rahmen des Projektes zu füllen, greifen wir auf das Fachwissen des AWI im Bereich der Probennahme, -behandlung und Analyse sowie der Durchführung von Versuchen in Mesokosmen zurück.“

Text: GEOMAR, Foto: Alfred-Wegener-Institut / Sebastian Primpke