Vom Fluss ins Meer

Forschende haben erstmals untersucht, welche Rolle zwei in Deutschland gelegene Flusssysteme für den Eintrag von Mikroplastik in Nord- und Ostsee spielen. Besorgniserregend könnten insbesondere Partikel aus Schiffsanstrichen sein.

(Mikro)Plastik ist in den Meeren unserer Welt längst überall zu finden; Fotos von Müllstrudeln und in Plastiknetzen verstrickten Tieren gehören zum kollektiven Bildgedächtnis unserer Zeit. Woher insbesondere das Mikroplastik genau kommt und in welchem Umfang es ins Meer gelangt, haben nun zwei Projekte des Forschungsschwerpunkts Plastik in der Umwelt genauer untersucht: MicroCatch_Balt nahm sich das Einzugsgebiet der Warnow vor, ein Zufluss der Ostsee, und PLAWES konzentrierte sich auf das Einzugsgebiet der Weser, die in den Nationalpark Wattenmeer in der Nordsee mündet.

Beide Projekte stellten ihre Ergebnisse bei dem Webinar „Mikroplastik in Nord- und Ostsee“ am 8. Dezember 2021 vor. Prof. Matthias Labrenz, Projektleiter von MicroCatch_Balt, und sein Team hatten sich an die Fersen des Mikroplastiks geheftet, das aus der Warnow in die Ostsee gelangt. Der 155 Kilometer lange Fluss entspringt im ländlichen Mecklenburg und mündet in Rostock ins Meer. „Wir wollten Quellen, Senken und Eigenschaften des Mikroplastiks erfassen und Hot-Spot-Bereiche sowie Maßnahmen identifizieren, mit denen sich der Kunststoffeintrag reduzieren lässt“, berichtete der Projektleiter. Die Warnow ist nach der Oder der zweitgrößte deutsche Süßwasserzufluss in die Ostsee und sowohl durch Landwirtschaft als auch Industrie gekennzeichnet und dadurch repräsentativ für viele Einzugsgebiete des Meeres. Für ihre Untersuchungen beprobten die Forschenden unter anderem das Wasser an verschiedenen Stationen des Flusses, drei davon im Bereich von Kläranlagen. Diese haben, wie sich zeigte, nur einen schwachen Einfluss auf die Mikroplastik-Last im Flusswasser: Der größte Teil lagert sich wahrscheinlich in Sedimenten in der Nähe der Anlagen ab und wird nicht bis in die Ostsee transportiert.

Menschliche Aktivitäten im Einzugsgebiet sind am stärksten (50 Prozent) für den Mikroplastik-Eintrag in den Fluss verantwortlich; aus Abwässern gelangen etwa Fasern aus Waschvorgängen in die Warnow. Fast genauso groß (43 Prozent) ist allerdings der Beitrag von Regenwasserüberläufen, wie die Forschenden feststellten; besonders Wetterextreme wie Starkregen und Hochwasser führen zu bedeutenden Mikroplastik-Einträgen.

Ob das Mikroplastik am Ende ins Meer gelangt, wird maßgeblich auch vom Wind beeinflusst. Weht er aus Nordwest, verbleibt es im Mündungsbereich der Warnow, Wind aus Südost dagegen treibt große Mengen kleinster Kunststoffpartikel in die Ostsee. Hot-Spots sind dort vor allem Strände nahe der Mündungstrichter der Flüsse, wo das meiste Mikroplastik angeschwemmt wird: „Die Verweilzeit von Plastik in der Ostsee ist gering, sie beträgt im Schnitt 14 Tage“, erläuterte Matthias Labrenz. Das liege daran, dass die Plastikteilchen sich meist nicht weit von der Mündung entfernen und schnell an den Strand gespült werden. Im Projekt untersuchten die Forschenden auch, ob Mikroplastik im Ostseewasser mikrobiell abgebaut wird, konnten dies jedoch nicht nachweisen.

Die wichtigsten Schlussfolgerungen aus den Projektergebnissen: Maßnahmen, mit denen der Eintrag von Mikroplastik reduziert werden soll, sollten sich auf Städte konzentrieren, weil von dort am meisten in die Umwelt gelangt.

Zu vergleichbaren Ergebnissen kamen die Forschenden im Projekt PLAWES. Sie untersuchten die Mikroplastik-Kontamination in Weser und Wattenmeer und beprobten hierfür ebenfalls Oberflächenwasser und Sedimente. Die Mikroplastik-Kontamination im gesamten System schwankt sehr stark: „Die Partikel sammeln sich nicht, wie man vermuten könnte, im Flussverlauf immer weiter an, sondern es findet an verschiedenen Stellen laufend Ablagerung ebenso wie Aufwirbelung statt“, erläuterte Projektleiter Prof. Christian Laforsch bei dem Webinar. Die größte Mikroplastikbelastung fanden die Forschenden in der Trübungszone, das ist jener Teil des Flusses, wo Süß- und Brackwasser mit ihren unterschiedlichen Dichten aufeinandertreffen und auch die Tide an Einfluss gewinnt.

Den meernächsten, nicht tide-beeinflussten Punkt der Weser beprobten die Forscher besonders intensiv und kamen zu folgenden Erkenntnissen: Vor allem im Winter ist das Mikroplastikaufkommen besonders hoch. Dann kommt es häufiger zu Hochwasser, bei dem Plastikteile in den Sedimenten remobilisiert werden. Am meisten Mikroplastik reichert sich in den Sedimenten von Stillwasserzonen an, während die Konzentration in Richtung Nordsee eher abnimmt. Generell gilt, dass kleineres Mikroplastik eher zur Ausbreitung neigt als größeres. Allerdings spielen beim Partikeltransport noch weitere Faktoren eine Rolle, zum Beispiel Alter, Form oder Biofilmbewuchs. Manche kleine Partikel sinken deswegen schneller ab, während manche große doch weit transportiert werden.

Mikroplastik gelangt auch aus der Luft ins Wasser. Die Forschenden fanden in der Weser vor allem Kleinstpartikel in der Größe von vier bis zehn Mikrometern. Für die gesamte Fläche des Wesereinzugsgebietes errechnete das Team eine Menge von 232 Tonnen Mikroplastik, die dort jährlich aus der Luft abgelagert wird. Doch nicht nur dahin gelangt Mikroplastik: „Ein Mensch atmet im Schnitt pro Tag etwa 500 Mikroplastikpartikel ein“, berichtete Christian Laforsch. Die gesundheitliche Wirkung dieser Partikel wurde im Projekt nicht untersucht.

Allerdings analysierte das PLAWES-Team die Wechselwirkung von Mikroplastik mit Wasserorganismen und Krankheitserregern: Süßwasser-Bakteriengemeinschaften, potenziell auch krankmachende, werden via Mikroplastik in die Nordsee eingetragen, aber nur in geringem Umfang. Versuche mit Muscheln zeigten, dass sie das im Wasser suspendierte Mikroplastik aufnehmen. Spannend ist hier der Zeitvergleich: Nordsee-Muscheln werden bereits seit 1986 beprobt. Auch damals fand man schon Mikroplastik in den Tieren, sowohl dessen Zusammensetzung als auch die Menge hat sich im Vergleich zu heute dabei kaum geändert.

Beide Projekte ermittelten eine starke Farbpartikelbelastung besonders im Bereich von Häfen, aber auch im mündungsnahen Meer. Diese Kleinstpartikel stammen oft von Anti-Korrosionsanstrichen der Schiffsbäuche. Wegen ihrer hohen Dichte würden sie laut Gunnar Gerdts (Alfred-Wegener-Institut), ebenfalls vom Projekt PLAWES, aufgrund der verwendeten Methodik in Sedimenten nur zum Teil erfasst. Die Forschenden vermuten deshalb, dass die Farbpartikelbelastung noch stark unterschätzt wird. Da diese Teilchen wegen ihres hohen Aufkommens biogeochemische Kreisläufe beeinflussen und schädlich für Meeresökosysteme sein können, ist dieser Befund besorgniserregend.

Text von Wiebke Peters