Polyethylenterephthalat (PET)

Polymer

Ressourcenschonung

Prof. Dr. rer. nat. Heinz Sturm

Verpackung

Verwertung

Publikationstyp

Ergebnis

QST1: Vergleichsversuch

janna.vakili@ecologic.eu — Fri, 12 Feb 2021 09:52:50 +0000

QST1: Vergleichsversuch janna.vakili@e… Fr, 02/12/2021 - 10:52

Untertitel

Ergebnisse

Titelbild

Beschreibung

Dieser Vergleichsversuch aus dem Querschnittsthema 1 „Analytik und Referenzmaterialien“ ordnet verschiedene analytische Methoden zur Identifikation und Quantifizierung von Mikroplastik hinsichtlich ihrer Aussagekraft ein. Auch werden Stärken und Grenzen der jeweiligen Methoden herausgearbeitet. Der Vergleichsversuch soll damit die Voraussetzungen liefern, um analytische Ergebnisse einzelner Verbundprojekte in einem gewissen Rahmen miteinander vergleichen zu können. Der Versuch verfolgte nicht den Anspruch, eine Bewertung der unterschiedlichen analytischen Methoden vorzunehmen.

Es sind sowohl thermoanalytische, als auch spektroskopische Verfahren zum Einsatz gekommen. Es wurde gezeigt, dass die verschiedenen analytischen Methoden zur Identifizierung und Quantifizierung von Mikroplastik innerhalb der jeweiligen Verfahren vergleichbare Ergebnisse liefern.

Die Ergebnisse des Vergleichsversuchs stehen hier als PDF-Download bereit.

Anhänge

QST1: Vergleichsversuch

Jahr

2021

Autor

AutorInnen

PD Dr. Natalia Ivleva

Cordula Witzig

Dr. Nicole Zumbülte

Ergebnistyp

Diskussionspapiere & Statuspapiere

Schlagworte

Artikel: Biofouling, metal sorption and aggregation are related to sinking of m…

Polymer

Polymeranalytik

Raman-Mikrospektroskopie

Publikationstyp

Biofouling, metal sorption and aggregation are related to sinking of microplastics in a stratified reservoir

janna.vakili@ecologic.eu — Mon, 06 Apr 2020 08:49:56 +0000

Biofouling, metal sorption and aggregation are related to sinking of microplastics in a stratified reservoir janna.vakili@e… Mo, 04/06/2020 - 10:49

Titelbild

Beschreibung

Mikroplastikpartikel lassen sich an den meisten Orten der Welt finden und werden zu einem großen Teil über Binnengewässer transportiert. Die Partikel werden nach ihrem Eintritt in Gewässer schnell von verschiedenen Mikroorganismen besiedelt (Biofouling), was ihre Schwimmfähigkeit und somit den Transport in Meere und Ozeane beeinflussen kann.

Die Forscher*innen dieses Papers untersuchten die mikrobielle Besiedlung verschiedener Plastikpartikel, die im Epi-, Meta- und Hypolimnion eines Süßwasserreservoirs im Spätsommer 47 Tage lang exponiert wurden. Gemessen wurden Parameter wie Biofilmbildung, Metallsorption und Sinkgeschwindigkeiten.

Die Ergebnisse zeigen, dass verschiedene Mikroplastikpartikel (PE, PS, PET) unabhängig von Biofilmdicke und Ausprägung der verschiedenen Biofilmbestandteile schwimmfähig blieben und sich Sinkgeschwindigkeiten nicht signifikant änderten. Nur in einem Fall wurde das Absinken durch Aggregation mit Eisenkolloiden und Biomasse beobachtet. Dass andere Studien das Absinken von Mikroplastikpartikeln durch Biofouling bereits feststellen konnten, wird darüber hinaus in der Diskussion thematisiert.

Das Forschungspapier, welches vom Verbundprojekt MikroPlaTaS unterstützt wurde, steht auf dieser Website auf Englisch zur Verfügung.

Weiterführende Links

Website des Verbundprojekts MikroPlaTaS

Verbundprojekt

MikroPlaTaS

DOI

https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.115748

Zeitschrift

Water Research

Jahr

2020

Autor

Rico Leiser

Gi-Mick Wu

Thomas R. Neu

Katrin Wendt-Potthoff

AutorInnen

Ergebnistyp

Schlagworte

TU Darmstadt: Mikroplastik im Fluss

Publikationstyp

TU Darmstadt: Mikroplastik im Fluss

KALEH — Thu, 01 Nov 2018 15:04:17 +0000

TU Darmstadt: Mikroplastik im Fluss KALEH Do, 11/01/2018 - 16:04

Untertitel

Untersuchung von Industrieabwässern

Weiterführende Links

Beschreibung

Mikroplastik gelangt auf verschiedenen Wegen ins Wasser und in den menschlichen Körper. Forscherinnen und Forscher der TU Darmstadt entwickeln Nachweisverfahren für Kunststoffpartikel in industriellen Abwässern, die bisher noch nicht im Fokus von Untersuchungen standen. In Zusammenarbeit mit der Industrie arbeiten sie zudem an Methoden, den Eintrag der Partikel ins Wasser zu verhindern.

Kunststoffe begleiten unseren Alltag und hinterlassen Spuren in der Umwelt. Die Verschmutzung mit Mikroplastik rückt immer weiter in den Fokus. „Kunststoffpartikel sind überall“, sagt Luisa Barkmann, Doktorandin im Fachgebiet Abwassertechnik an der TU Darmstadt. In ihrer Masterarbeit befasste sie sich mit Mikroplastik in kommunalen Kläranlagen. Jetzt widmet sie sich industriellen Abwässern. Vor allem kunststoffproduzierende und -verarbeitende Betriebe will sie in ihrer Doktorarbeit unter die Lupe nehmen.

Die Darmstädter Forschungsteams um Professorin Dr. Susanne Lackner (Fachgebiet Abwasserwirtschaft, Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften) und Prof. Dr.-Ing. Markus Engelhart (Fachgebiet Abwassertechnik, Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften) analysieren in diesem Projekt ausschließlich industrielle Abwässer. Ziel ist es herauszufinden auf welchen Stufen der Wertschöpfungskette und über welche Wege die Plastikpartikel in die Umgebung gelangen. Weiterhin soll geklärt werden, wie groß der Anteil der Industrie an der Gesamtbelastung überhaupt ist.

Wege Mikroplastik einzutragen

Das Forschungsvorhaben ist komplex, da Betriebe sich nicht nur in ihren Produktionsprozessen unterscheiden, sondern auch in den Kanalsystemen und im Wassermanagement. Und nicht nur in der Herstellung, vor allem auch beim Weiterverarbeiten, Umfüllen und beim Transport gelangt Mikroplastik in die Umwelt. Das Projekt EmiStop schlägt daher einen weiten Bogen von der Mikroplastikanalytik über die Massenbilanzierung und die Untersuchung von Eintragswegen ins Wasser. Weiterhin werden emissionsmindernden Maßnahmen in der Industrie erforscht und begleitet.

Das Verbundprojekt EmiStop ist Teil der Initiative Plastik in der Umwelt des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Als einziges von insgesamt 18 Projekten befasst sich das Darmstädter Vorhaben mit industriellen Abwässern und erhält bis Ende 2020 Fördermittel in Höhe von insgesamt 1,83 Mio. EUR.

Datum

26. Oktober 2018

Schlagworte

Methodenentwicklung

Methodenvalidierung

Polypropylen (PP)

Mikroplastik: TU Darmstadt forscht für sauberes Abwasser

Date sort

Fr, 10/26/2018 - 12:00

Hide on overview

Aus

Mikroplastik: TU Darmstadt forscht für sauberes Abwasser

KALEH — Thu, 01 Nov 2018 14:52:10 +0000

Mikroplastik: TU Darmstadt forscht für sauberes Abwasser KALEH Do, 11/01/2018 - 15:52

Untertitel

Verbundprojekt „EmiStop“ entwickelt Nachweisverfahren für Kunststoffpartikel in industriellen Abwässern.

Weiterführende Links

Beschreibung

Die Darmstädter Forschungsteams um Professorin Dr. Susanne Lackner (Fachgebiet Abwasserwirtschaft, Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften) und Prof. Dr.-Ing. Markus Engelhart (Fachgebiet Abwassertechnik, Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften) analysieren mit ihrem Projekt industrielle Abwässer, um herauszufinden, welchen Anteil sie an der Verschmutzung der Umwelt mit Mikroplastik haben.

Das Vorhaben ist komplex, da Betriebe sich nicht nur in ihren Produktionsprozessen unterscheiden, sondern auch in den Kanalsystemen und im Wassermanagement. Und nicht nur in der Herstellung, vor allem auch beim Weiterverarbeiten, Umfüllen und beim Transport gelangt Mikroplastik in die Umwelt. Das Projekt „EmiStop“ schlägt daher einen weiten Bogen von der Mikroplastikanalytik über die Massenbilanzierung und die Untersuchung von Eintragswegen ins Wasser bis zu emissionsmindernden Maßnahmen in der Industrie, die ebenfalls erforscht und begleitet werden.

Das Verbundprojekt „EmiStop“ ist Teil der Initiative „Plastik in der Umwelt“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Als einziges von insgesamt 18 Projekten befasst sich das Darmstädter Vorhaben mit industriellen Abwässern und erhält bis Ende 2020 Fördermittel in Höhe von insgesamt 1,83 Millionen Euro.

Datum

25. Oktober 2018

Schlagworte

Methodenentwicklung

Methodenvalidierung

Polypropylen (PP)

Mikroplastik im Fluss – Technsiche Universität Darmsatdt

Date sort

Do, 10/25/2018 - 12:00

Hide on overview

Aus

Mikroplastik im Fluss

KALEH — Thu, 01 Nov 2018 14:39:37 +0000

Mikroplastik im Fluss KALEH Do, 11/01/2018 - 15:39

Untertitel

Forschung im Verbundprojekt EmiStop

Weiterführende Links

Beschreibung

Kunststoffe sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Das hinterlässt Spuren in der Umwelt. Neben arglos weggeworfenen Tüten, Bechern und anderem Plastikmüll rückt die Verschmutzung mit Mikroplastik immer stärker in den Fokus. Die kleinen Teilchen wurden zuerst in Ozeanen entdeckt, dann fand man sie in Seen und Flüssen, schließlich auch in Böden. „Kunststoffpartikel sind überall“, sagt Luisa Barkmann, Doktorandin im Fachgebiet Abwassertechnik an der TU Darmstadt. In ihrer Masterarbeit befasste sie sich mit Mikroplastik in kommunalen Kläranlagen. Jetzt widmet sie sich industriellen Abwässern. Vor allem kunststoffproduzierende und -verarbeitende Betriebe will sie in ihrer Doktorarbeit unter die Lupe nehmen: Auf welchen Stufen der Wertschöpfungskette und über welche Kanäle gelangen Plastikpartikel in die Umwelt? Und wie groß ist der Anteil der Industrie an der Gesamtbelastung überhaupt?

Im Rahmen des Anfang des Jahres gestarteten Verbundprojektes EmiStop analysieren die Darmstädter Forschungsteams industrielle Abwässer, um deren Mikroplastikeinträge zu bilanzieren. Kein leichtes Unterfangen, denn schon die Probennahme sei eine Herausforderung, sagt Barkmann. Für jedes Unternehmen müsse sie sich eine individuelle Strategie überlegen, da die Betriebe sich nicht nur in ihren Produktionsprozessen unterscheiden, sondern auch in den Kanalsystemen und im Wassermanagement. Viele wissen gar nicht, wie viel Abwasser in einem bestimmten Bereich überhaupt anfällt. Und nicht nur in der Herstellung, vor allem auch beim Weiterverarbeiten, Umfüllen und beim Transport von Kunststoffen gelangt Mikroplastik in die Umwelt.

Viele große Chemieunternehmen sitzen an Flüssen

Erste Proben haben die Darmstädter Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler kürzlich in einem Betrieb genommen, der Kunststoffgranulate herstellt. Wie viele große Chemieunternehmen sitzt er aus logistischen Gründen an einem Fluss. Solche Standorte könnten zur Mikroplastikbelastung von Gewässern beitragen, wenn beispielsweise Oberflächenwasser unbehandelt in den Fluss gelange, erläutert Barkmanns Doktorvater Professor Markus Engelhart. So schwemmt im ungünstigsten Fall der Regen Kunststoffteilchen, die etwa beim Umfüllen in Transportfahrzeuge auf dem Boden landen, direkt in umliegende Gewässer. Auch solche Eintragswege werden die EmiStop-Teams untersuchen.

Konkrete Handlungsempfehlungen könne man erst geben, wenn die Belastung analytisch erfasst sei, unterstreicht Professorin Susanne Lackner, Leiterin des Fachgebiets Abwasserwirtschaft und ebenfalls Partnerin von EmiStop. Der Nachweis von Mikroplastik in Wasserproben war lange eine Schwachstelle, die Datenlage entsprechend dürftig. Seit einigen Jahren kommt hier vor allem ein aufwendiges spektroskopisches Verfahren, die Raman-Mikrospektroskopie, zum Einsatz. Diese Technik verwendet auch das Institut für Umwelt- und Verfahrenstechnik der Hochschule RheinMain in Rüsselsheim, das sich ebenfalls an EmiStop beteiligt.
Verfeinerte Methode

Hajo Bitter, Doktorand in Lackners Gruppe, wiederum verfeinert eine Methode namens dynamischer Differenzkalorimetrie. Sie ist in der Qualitätssicherung von reinen Kunststoffen etabliert, muss den komplexer zusammengesetzten Abwasserproben aber angepasst werden. Partikel größer als fünf Millimeter – die per Definition nicht zur Mikroplastik zählen – entfernen die Forscher zunächst mit einem Sieb, dann zerstören sie organische Substanzen durch eine chemische Behandlung mit Oxidationsmitteln, die Kunststoffe nicht angreifen.

Mineralische Bestandteile wie Sand trennen sie schließlich mit einer speziellen Aufschwemmtechnik ab. Die so isolierten Kunststoffpartikel werden in einem winzigen Tiegel mit einer vorgegebenen Heizrate bis auf fast 300 Grad Celsius erhitzt. Das Gerät zeichnet die Wärmeströme in Abhängigkeit der Temperatur auf, wobei ein leerer Tiegel als Referenz dient. Peaks im Diagramm, die an den Schmelzpunkten der enthaltenen Kunststoffe auftreten, geben sowohl Aufschluss über die Plastiksorten als auch über deren Konzentrationen. Sechs gängige Kunststoffe messen die Wissenschaftler bislang auf diese Weise. Sie erfassen mit der Methode allerdings nur Kunststoffpartikel, die größer als zehn Mikrometer sind. Zudem dauert die Prozedur wegen der mühseligen Probenvorbereitung bis zu zwei Wochen.
Schnelle Hinweise auf eine Mikroplastikbelastung

Deutlich schneller, aber weniger genau sind Verfahren, die Luisa Barkmann für eine erste Abschätzung prüft: Sie bestimmt sogenannte Summenparameter, die nicht den Gehalt einer einzigen Substanz, sondern einer Gruppe verwandter Verbindungen angeben. In der Umweltanalytik werden zum Beispiel organische Schadstoffe, die Chlor, Brom oder Iod enthalten, standardmäßig gemeinsam als Summenparameter erfasst. Diesen Wert müssen Betriebe ohnehin messen, bevor sie Abwässer in Flüsse einleiten. Ist er erhöht und liegt zusätzlich eine Partikelbelastung vor, deutet das auf eine Verschmutzung mit dem chlorhaltigen Kunststoff PVC hin. „Das ist zwar keine genaue Quantifizierung, aber die Unternehmen bekommen einen schnellen Hinweis auf eine Mikroplastikbelastung“, sagt Engelhart.

Dem Titel EmiStop entsprechend wollen die beteiligten Forscher nicht nur Nachweisverfahren entwickeln und Einträge bilanzieren, sondern die industriellen Emissionen von Mikroplastik stoppen. Projektpartner EnviroChemie aus Roßdorf, keine zehn Autominuten von der TU Darmstadt entfernt, testet bereits Flockungsmittel, die Mikroplastik aus Abwässern entfernen. Doch wie wirksam ist das Trennverfahren? Reicht es aus oder sind Filter effektiver? Für die Bewertung von Abscheidetechniken entwickelt Doktorand Bitter einen Test mit Modellpartikeln: Den zu reinigenden Abwässern sollen magnetische Kunststoffteilchen als Tracer zugegeben werden.

Ihr Gehalt vor und nach der Behandlung lässt sich mit einer magnetischen Waage messen – und das sensitiver als mit der dynamischen Differenzkalorimetrie und zugleich schneller, da die langwierige Probenvorbereitung entfällt. Die Modellpartikel bestehen aus Kunststoff mit eingeschlossenem Nano-Eisenoxid. Ihre Dichte lässt sich modifizieren, sodass sie verschiedene Plastiksorten nachahmen können. Die Darmstädter Wissenschaftler entwickeln die Teilchen in Kooperation mit dem Projektpartner BS-Partikel aus Mainz.

Kurzum: EmiStop schlägt einen weiten Bogen von der Mikroplastik-Analytik über die Massenbilanzierung bis zu emissionsmindernden Maßnahmen. Er spüre ein deutliches Interesse der Industrie, sagt Engelhart und betont: „Wir wollen die Unternehmen nicht an den Pranger stellen, sondern ihnen Hilfsmittel zur Hand geben, damit sie schnell auf ungewollte Ereignisse reagieren können.“

Datum

18. September 2018

Schlagworte

Methodenentwicklung

Methodenvalidierung

Polypropylen (PP)

Webseite des Verbundprojekts revolPET

Date sort

Di, 09/18/2018 - 12:00

Hide on overview

Aus

Das Verbundprojekt revolPET erhält den Innovationspreis Niedersachsen

Stephan.Guertler — Thu, 23 Aug 2018 09:32:11 +0000

Das Verbundprojekt revolPET erhält den Innovationspreis Niedersachsen Stephan.Guertler Do, 08/23/2018 - 11:32

Titelbild

Weiterführende Links

Innovationspreis Niedersachsen

Beschreibung

Der Innovationspreis Niedersachsen 2018 in der Kategorie "Wirtschaft" geht an die RITTEC Umwelttechnik GmbH aus Lüneburg mit dem Projekt "revolPET". Gesucht in der Kategorie Wirtschaft wurden Projekte, in in denen neue oder erheblich verbesserte, Produkte, Produktverfahren oder Dienstleistungen für den Markt entwickelt wurden, die eine Neuheit in Deutschland darstellen. Die in dem Projekt entwickelte Technologie ermöglicht erstmals eine vollständige Verwertung von Kunststoffen, ohne das Qualitätsverluste eintreten.

Datum

23. August 2018

Schlagworte

Recycling

www.bayceer.uni-bayreuth.de/PLAWES/

Terephthalsäure

Monoethylenglykol

Date sort

Do, 08/23/2018 - 12:00

Bildunterschrift

Hide on overview

Aus

PLAWES

KALEH — Wed, 20 Dec 2017 09:29:04 +0000

PLAWES KALEH Mi, 12/20/2017 - 10:29

Mikroplastikkontamination im Modellsystem Weser – Nationalpark Wattenmeer: ein ökosystemübergreifender Ansatz

In PLAWES wird mit dem Modellsystem Weser- Nationalpark Wattenmeer weltweit erstmals und umfassend die Mikroplastikbelastung eines großen Flusseinzugsgebietes mit europäischer Dimension untersucht. PLAWES wird als Pionierstudie eine disziplin- und ökosystemübergreifende Analyse der Kontamination mit Mikroplastik (MP) von den Quellflüssen bis zur Nordsee durchführen, sowie dabei exemplarisch verschiedene punktuelle (Kläranlagen, Trennsysteme) und diffuse (Dränage, Atmosphäre) Quellen und Eintragspfade berücksichtigen. Die Erkenntnisse fließen in einen Modellierungsansatz zur Identifikation primärer Transportmechanismen und Akkumulationszonen ein. Ökosystemische Auswirkungen von MP im System Weser-Wattenmeer werden anhand der Interaktion von Mikroplastik mit Pathogenen in Biofilmen sowie aquatischen Invertebraten untersucht. Die Erkenntnisse dieser ökologisch besonders relevanten Aspekte werden verwendet, um das Umweltrisiko von MP für das Modellsystem abzuschätzen und in der Folge auf andere Systeme übertragbar zu machen. Zudem fließen die Ergebnisse in neue Lehrmaterialien, um eine Wissensplattform für Lehrer/innen, Schüler/innen und Eltern in Europa bereitzustellen. Daher wird PLAWES einzigartige Daten zur Auswirkung von MP auf ein großes europäisches Flusseinzugsgebiet und auf die Umwelt generieren. Dies wird nicht nur maßgebend für Entscheidungsträger und Stakeholder sein, sondern auch als Grundlage für wissenschaftsbasierte Lösungen dienen.

Arbeitsschwerpunkte

Mikroplastik im Modellsystem Weser- Wattenmeer
Modellgestützte Bilanzierung der diffusen und punktförmigen MP-Einträge
Interaktion von Mikroplastik mit Pathogenen und Biota
Bildungsmaßnahmen zur Schärfung des Bewusstseins in Bezug auf Plastikmüll

Arbeitspakete

AP 0 Management, Kommunikation und Dissemination

Ansprechpartner

Prof. Dr. Christian Laforsch, Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Tierökologie I, Universitätsstraße 30, 95447 Bayreuth, E-Mail: christian.laforsch@uni-bayreuth.de

Projektpartner

AWI

Kurzbeschreibung

AP 0 gewährleistet die gezielte und effiziente Unterstützung des Konsortiums bezüglich Projektmanagement, Kommunikation und Dissemination. AP 0 koordiniert sowohl die Öffentlichkeitsarbeit als auch die Verwertung der erzielten Ergebnisse sowie die Zusammenarbeit aller Projektpartner und steht daher im engen Austausch mit allen Projektbeteiligten. AP 0 koordiniert die Harmonisierung mit dem Verbundprojekt MicroCatch_Balt in Bezug auf Probennahme und Aufarbeitung, Modellierung, Öffentlichkeitsarbeit und Datenhinterlegung sowie darüber hinaus die Kommunikation mit den anderen Verbundprojekten.

AP 1 Mikroplastik im Modellsystem Weser- Wattenmeer

Ansprechpartner

Dr. Gunnar Gerdts, Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, Kurpromenade, 27498 Helgoland, E-Mail: gunnar.gerdts@awi.de

Projektpartner

UBT, UOld

Kurzbeschreibung

Das Ziel von AP 1 war, das gesamte Flusssystem Weser bis in die Küstengewässer hinsichtlich der Belastung mit Mikroplastik (MP) zu untersuchen. Die finale Festlegung der exakten Probenahmestellen erfolgte unter Berücksichtigung der für RAUMIS-mGROWA-MePhos und „Gezeitenmodell“ (AP 3) notwendigen Real-Daten. Die gesamte Weser einschließlich Unterweser und Wattenmeer wurde hinsichtlich der Belastung mit MP im Rahmen von zwei Kampagnen zu verschiedenen Jahreszeiten mit unterschiedlicher Wasserführung der Weser untersucht.

AP 2 Eintragspfade – Punktquellen und diffuser Eintrag

Ansprechpartner

Prof. Dr. Andreas Held, Universität Bayreuth, Bay-CEER; Zweitaffiliation: Technische Universität Berlin, Fachgebiet Umweltchemie und Luftreinhaltung, Straße des 17. Juni 135, 10623 Berlin, E-Mail: held@tu-berlin.de

Projektpartner

AWI

Kurzbeschreibung

Ziel von AP 2 war eine exemplarische Betrachtung der Eintragspfade für Mikroplastik durch Untersuchung wichtiger Punktquellen wie Kläranlagen und Trennwasserkanalisationen sowie des diffusen Eintrags aus Dränagen und Atmosphäre. Dazu wurden ausgewählte Probenahmestellen im Wesereinzugsgebiet unter Berücksichtigung verschiedener Landschaftsräume und Landnutzungsarten charakterisiert. Der Fokus lag dabei auf der Quantifizierung der Eintragspfade von MP. Die Beprobung wurde mit den Probenahmekampagnen an der Weser synchronisiert.

AP 3 Modellgestützte Bilanzierung der diffusen und punktförmigen MP-Einträge

Ansprechpartner

Prof. Dr. Frank Wendland, Forschungszentrum Jülich IBG-3, Wilhelm-Johnen-Straße, 52428 Jülich, E-Mail: f.wendland@fz-juelich.de

Projektpartner

TI, NLWKN

Kurzbeschreibung

Ziel war eine räumlich aufgelöste Quantifizierung der diffusen und punktförmigen MP-Einträge und die Ausweisung räumlicher Belastungsschwerpunkte und Akkumulationszonen innerhalb des Flusseinzugsgebietes und des Ästuars. Modelliert wurden die MP-Einträge aus unterschiedlichen Arten von diffusen Eintragspfaden und Punktquellen. Die Arbeiten bauen auf den Modellen mGROWA, MEPhos, RAUMIS, sowie einer Transportmodellierung unter Berücksichtigung der ästuarinen Hydro- und Sedimentdynamik auf. Im Rahmen des Vorhabens wurde die Modellkette zielgerichtet im Hinblick auf die MP-Eintragsmodellierung im Binnenland und die weitere Ausbreitung des MPs im Unterlauf, Ästuar und Küstenvorfeld weiterentwickelt.

AP 4 Interaktion von Mikroplastik mit Pathogenen und Biota

Ansprechpartner

Prof. Dr. Jörg Oehlmann, Goethe-Universität Frankfurt, Max-von-Laue-Straße 13, 60438 Frankfurt am Main, E-Mail: oehlmann@bio.uni-frankfurt.de

Projektpartner

AWI, UBT, UOld

Kurzbeschreibung

In AP 4 wurden die ökosystemischen Auswirkungen von MP auf das Modellsystem Weser-Wattenmeer anhand von den zwei ökologisch besonders relevanten Aspekten „Interaktion mit Pathogenen und Antibiotikaresistenzen“ und „Interaktion mit aquatischen Invertebraten“ beschrieben.

Interaktion mit Pathogenen und Antibiotikaresistenzen:

Da Biofilme Orte erhöhten genetischen Austausches sind und unterhalb von Kläranlagen erhöhte Antibiotikaresistenzen auftreten, könnte Plastik nicht nur zur Dispersion von pathogenen Organismen, sondern auch von Resistenzgenen beitragen. Die Folgen eines solchen Transfers sind gegenwärtig noch nicht absehbar. Deshalb hat das AWI Kunststoffproben aus der Weser mit molekularen „microbial source tracking“ Techniken (DNA/ RNA-Arrays zum Nachweis von pathogenen Bakterien, Viren, Protozoen und Virulenz/Resistenzgenen) untersuch.

Interaktion mit aquatischen Invertebraten:

Um Expositionsdaten zu generieren, wurden verschiedene Molluskenarten in situ in der Weser, im Tidebereich und Wattenmeer ausgebracht. Aufgenommenes MP wurde im Verdauungstrakt und in Gewebeproben untersucht und parallel mittels Pyrolyse-GC-MS und spektroskopischen Verfahren bestätigt. Historische Muschelproben (ab 1986) aus der Umweltprobenbank des Bundes (UBA) wurden mittels Pyrolyse-GC-MS untersucht. Die chronische Toxizität von MP wurde in Laborexperimenten mit Muscheln und Würmern charakterisiert. Verschiedene Polymere wurden in situ konditioniert und in chronischen Expositionsexperimenten toxikologisch charakterisiert.

AP 5 Bildungsmaßnahmen zur Schärfung des Bewusstseins in Bezug auf Plastikmüll

Ansprechpartner

Prof. Dr. Franz X. Bogner, Universität Bayreuth, Didaktik der Biologie, Universitätsstraße 30, 95447 Bayreuth, E-Mail: franz.bogner@uni-bayreuth.de

Projektpartner

AWI, UOld

Kurzbeschreibung

Das AP 5 hat neben der ethischen Bewertungskompetenz von Schüler*innen das vorhandene individuelle Umweltwissen einbezogen. Innovative Lehrmaterialien mit fundiertem Alltagsbezug wurden für ein holistisches Verständnis bzgl. der Belastung mit Plastik im Modellsystem bewertet und über ein Internet-Lehr-/Lernportal disseminiert. Innerhalb des Arbeitspaketes übernahm UBT die Bereitstellung einer Handreichung für Lehrer*innen und „Öffentlichkeitsarbeiter*innen“.

Koordinator

Prof. Dr. Christian Laforsch
Universität Bayreuth,
Lehrstuhl für Tierökologie I / UBT
Universitätsstraße 30
95447 Bayreuth
Tel.: +49 921 / 55-2651
E-Mail: christian.laforsch@uni-bayreuth.de

Dr. Gunnar Gerdts
Alfred-Wegener-Institut
Helmholtz-Zentrum für Polarund Meeresforschung / AWI
Kurpromenade
27498 Helgoland
Tel.: +49 4725 / 819-3245
E-Mail: gunnar.gerdts@awi.de

Website

Partnerinstitutionen

Forschungsstelle Küste im Niedersächsischen Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz / NLWKN

Forschungszentrum Jülich / FZJ

Goethe-Universität Frankfurt / GU

Johann Heinrich von Thünen- Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei / TI-LR

Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Institut für Chemie und Biologie des Meeres / UOld

Laufzeit

September 2017

April 2021

Schlagworte

Gesellschaftliche Wahrnehmung

Grauwasser

Informations- und Lehrmaterialien

Infrarot

Infrarot-Spektroskopie

Kläranlagen

Klärschlamm

Kommune

Kommunikationsstrategie

Mischwasserentlastung

Polyethylen mit hoher Dichte PE-HD

Polyvinylchlorid (PVC)

Probenahme

Probenaufreinigung

Pyrolyse-GC

Raman-Mikrospektroskopie

Umweltverträglichkeit

Vermeidung

Rasterelektronenmikroskopie

Weser

Additive

Bodenwasser

Chronische Exposition

Weichmacher

Projektblatt

Infoblatt_PLAWES_2018_p.pdf

Koordinator label

Koordinator

MikroPlaTaS

KALEH — Wed, 20 Dec 2017 08:53:43 +0000

MikroPlaTaS KALEH Mi, 12/20/2017 - 09:53

Mikroplastik in Talsperren und Staubereichen: Sedimentation, Verbreitung, Wirkung

Die Verbreitung von Mikroplastik in Flüssen verdeutlicht, dass es entlang des Flussverlaufs neben Quellen auch Senken gibt. Wichtige und bisher wenig untersuchte Kompartimente des Gewässersystems sind Talsperren und Stauhaltungen, wo sich Nutzen und Risiko der Sedimentation von Mikroplastik besonders gut exemplarisch untersuchen lassen. Eine besondere Bedeutung bei Transport und Sedimentation von Mikroplastik wird darauf wachsenden Biofilmen zugeschrieben. Ziele des Projektes waren (I) die Bestimmung und Charakterisierung von Mikroplastik in Wasser, Sediment und Aufwuchs, (II) das Verständnis der Bildung von Biofilmen auf Plastik und der Sedimentation dieser bewachsenen Partikel, (III) die Erfassung der Wirkung und Aufnahme von Mikroplastik von Einzelorganismen bis zu Gemeinschaften im Freiland und Modellökosystemen sowie (IV) die Synthese der wissenschaftlichen Ergebnisse und Erarbeitung praktischer Empfehlungen. Ein Schwerpunkt dieser Synthese war es, Eliminationspfade für Mikroplastik zu identifizieren und daraus gemeinsam mit Praxispartnern Maßnahmenvorschläge und Risikoabschätzungen abzuleiten.

Arbeitsschwerpunkte

Verbreitung und Sedimentation von Mikroplastik und Fauna in situ
Charakterisierung von Mikroplastik hinsichtlich Biofilmgemeinschaften und Sedimentationsmechanismen
Direkte Wirkungen von Mikroplastik auf Invertebraten-Arten und komplexe Biozönosen
Einfluss von Plastik auf die Nahrungsqualität von Biofilmen für Grazer

Arbeitspakete

AP 1 Survey Plastik und Meio-/Mikrofauna in Talsperren und Stauhaltungen

Ansprechpartnerin

PD Dr. Katrin Wendt-Potthoff, UFZ, Department Seenforschung, Brückstraße 3a, 39114 Magdeburg, E-Mail: katrin.wendt-potthoff@ufz.de

Projektpartner

WWU, Universität Bielefeld

Kurzbeschreibung

Ziel war es, die Belastung verschiedener gestauter Gewässer mit Mikroplastik abzuschätzen, die relevanten Polymere zu identifizieren und die jeweils typische Makro- und Meiofauna zu ermitteln. Es wurden verschiedene Brauchwasser-Talsperren (z.B. Bautzen in Sachsen) sowie die gestaute Ems, die Lippe und die ehemaligen Rieselfelder Münster in Nordrhein-Westfalen untersucht.

AP 2 In situ-Experimente zu Sedimentationsraten und Besiedlung

Ansprechpartnerin

PD Dr. Katrin Wendt-Potthoff, UFZ, Department Seenforschung, Brückstraße 3a, 39114 Magdeburg, E-Mail: katrin.wendt-potthoff@ufz.de

Projektpartner

WWU, Universität Bielefeld

Kurzbeschreibung

Ziel war die Ermittlung von Freiland-Sedimentationsraten im Jahreslauf bezüglich Gesamtmasse und Mikroplastik. Dazu wurden mindestens an den tiefsten Stellen der Gewässer Sedimentfallen ausgebracht und monatlich hinsichtlich Gesamtmasse, Plastik und Organismen der Meiofauna ausgewertet. Im Ergebnis wurde eine Beziehung hergestellt zwischen Plastikbelastung in der Wassersäule, Gesamt-Sedimentationsrate und Plastik- Sedimentationsrate.

AP 3 Charakterisierung der Biofilme auf verschiedenen Polymeren

Ansprechpartner

Prof. Dr. Bodo Philipp, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für Molekulare Mikrobiologie und Biotechnologie, Corrensstraße 3, 48149 Münster, E-Mail: bodo.philipp@uni-muenster.de

Projektpartner

UFZ, UP, Universität Bielefeld

Kurzbeschreibung

In diesem Arbeitspaket wurden die mikrobiellen Gemeinschaften auf Plastikpartikeln hinsichtlich taxonomischer Zusammensetzung und Funktion untersucht, um Hypothesen zu Besiedlungsprozessen an den Standorten abzuleiten, die in den Arbeitspaketen 4, 5 und 6 überprüft wurden. Es wurde geprüft, ob es eine charakteristische Mikroflora auf Mikroplastikpartikeln gibt und ob sich einzelne Plastikarten darin unterscheiden. Weiterhin wurden Mechanismen der Biofilmbildung auf Mikroplastikpartikeln aufgeklärt. Kultivierungsabhängige und -unabhängige Untersuchungen wurden mit Proben aus AP1 und AP2 sowie später mit Mesokosmos- Proben (AP5) durchgeführt. Eine Stammsammlung wurde im ersten Projektjahr generiert, um sie für AP5 und AP6 einsetzen zu können.

AP 4 Einfluss von Biofilmbesiedlung, Licht und Redoxprozessen auf Mikroplastik- Sedimentation

Ansprechpartnerin

PD Dr. Katrin Wendt-Potthoff, UFZ, Department Seenforschung, Brückstraße 3a, 39114 Magdeburg, E-Mail: katrin.wendt-potthoff@ufz.de

Projektpartner

WWU, Universität Bielefeld

Kurzbeschreibung

Durch Experimente unter kontrollierten Bedingungen wurde ermittelt, wie Licht und Redoxverhältnisse (Konzentration von O2 und Eisen) direkt oder über die Steuerung der Besiedlung die Sedimentation von Plastikpartikeln beeinflussen. Der Einfluss dieser Faktoren auf die Sedimentation wurde studiert, um den Übergang vom pelagischen zum benthischen Lebensraum zu simulieren. Es wurde aufgeklärt, in welchem Ausmaß Licht oder Dunkelheit und oxische oder anoxische Bedingungen an sich, aber auch deren Wechsel das Sinkverhalten von Plastikpartikeln steuern können.

AP 5 Direkte Wirkung von Plastikpartikeln auf Invertebraten

Ansprechpartner

Prof. Dr. Walter Traunspurger, Universität Bielefeld, Abteilung Tierökologie, Konsequenz 45, 33615 Bielefeld, E-Mail: traunspurger@uni-bielefeld.de

Projektpartner

WWU, UP, Ecossa, Mesocosm

Kurzbeschreibung

Die Aufnahme und Wirkung von Mikroplastik für aquatische Organismen wurde in experimentellen Systemen (single-species bis zu Modellökosystemen) getestet, um Risiken für die pelagische und benthische Fauna abzuschätzen. Eine Schadwirkung im Organismus setzt eine Aufnahme in den Körper voraus, entweder durch die Ingestion der Partikel selbst oder durch Weitergabe im Nahrungsnetz (Biomagnifikation). Im Falle einer Schädigung können indirekte Effekte (top-down, bottom-up) auftreten und somit auch nicht direkt von Mikroplastik betroffene Organismen beeinflussen. Um das Nahrungsnetz möglichst vollständig bewerten zu können, wurden für pelagische und benthische Invertebraten Experimente mit zunehmender ökologischer Komplexität und Relevanz durchgeführt, um die Wirkung auf Organismen, Populationen und Gemeinschaften aufzuklären und die Interpretationslücke zwischen Labor- und Freilandergebnissen zu verkleinern.

AP 6 Einfluss von Plastik auf die Nahrungsqualität von Biofilm für Meio- und Makro-Grazer

Ansprechpartnerin

Dr. Friederike Gabel, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für Landschaftsökologie, Heisenbergstraße 2, 48149 Münster, E-Mail: gabelf@ uni-muenster.de

Projektpartner

UP, Universität Bielefeld, UFZ

Kurzbeschreibung

Ziel dieses AP war es, indirekte Auswirkungen von Mikroplastik auf Meio- und Makrofauna-Organismen durch Beeinflussung der Nahrungsgrundlagen zu identifizieren. Biofilme (v.a. Bakterien, Pilze, Protozoen) bilden eine wichtige Nahrungsgrundlage für Meio- und Makrofauna in Gewässern. Die Qualität dieser Biofilme kann daher einen wesentlichen Einfluss auf die Zusammensetzung und Vitalität der sie jeweils beweidenden Organismen haben. Für Grazing-Versuche wurden Makroinvertebraten unterschiedliche bewachsene Plastikstreifen zum Beweiden angeboten. Dabei wurden Ingestions- bzw. Exkretionsraten, das Wachstum und bei Schnecken auch die Reproduktion der Organismen untersucht.

AP 7 Koordination, Öffentlichkeitsarbeit, Wissenstransfer

Ansprechpartnerin

Dr. Friederike Gabel, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für Landschaftsökologie, Heisenbergstraße 2, 48149 Münster, E-Mail: gabelf@ uni-muenster.de PD Dr. Katrin Wendt-Potthoff, UFZ, Department Seenforschung, Brückstraße 3a, 39114 Magdeburg, E-Mail: katrin.wendt-potthoff@ufz.de

Projektpartner

UP, Universität Bielefeld, Ecossa, Mesocosm

Kurzbeschreibung

Ziel war es, Projektergebnisse sowohl innerhalb des Konsortiums als auch der breiten Öffentlichkeit (Kinder, Studierende, Behörden und Wissenschaftler*innen) zielgruppenspezifisch zu kommunizieren. Dabei hatten die Praxispartner (Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen, Untere Wasser- und Landschaftsbehörde der Stadt Hamm, Natur- und Umweltschutzakademie NRW) eine wichtige Rolle. Durch die Multiplikatorwirkung der adressierten Zielgruppen wurden die Projektergebnisse und das Thema Plastik in der Umwelt präsenter und es konnte mit dieser Sensibilisierung eine breitere Akzeptanz geschaffen werden für die Handlungsempfehlungen, die aus dem Forschungsschwerpunkt heraus entstanden sind.

Koordinator

PD Dr. Katrin Wendt-Potthoff
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ,
Department Seenforschung
Brückstraße 3a
39114 Magdeburg
Tel.: +49 391 8109810
E-Mail: katrin.wendt-potthoff@ufz.de

Website

https://www.uni-muenster.de/Mikroplatas/

Partnerinstitutionen

Westfälische Wilhelms-Universität Münster / WWU

University of Potsdam / UP

Universität Bielefeld

Ecossa

Institut für Gewässerschutz Mesocosm GmbH

Laufzeit

Januar 2018

September 2021

Schlagworte

Informations- und Lehrmaterialien