Modellbasierte Forschung zu Mikroplastik in der Umwelt

hannes.schritt@ecologic.eu — Tue, 24 Nov 2020 08:14:59 +0000

Modellbasierte Forschung zu Mikroplastik in der Umwelt hannes.schritt… Di, 11/24/2020 - 09:14

Untertitel

Synthesepapier

Titelbild

Abbildungsbereich der Modelle des Forschungsschwerpunktes "Plastik in der Umwelt"

Beschreibung

Dieses Papier behandelt die Fragestellung, welchen Abbildungsbereich die Modelle in der FONA Maßnahme „Plastik in der Umwelt“ abdecken. Die Arbeit basiert auf Modell-Steckbriefen, die im Anhang des Papiers beigefügt sind und die wesentlichen Kennpunkte und Eigenschaften der einzelnen Modelle beschreiben. Anhand dieser Steckbriefe wurde innerhalb des Querschnittsthemas 5 (Modellierungen) projektübergreifend der Gesamt-Abbildungsbereich der Modelle zusammengeführt und damit die noch vorhandenen Lücken in Bezug auf Daten und Modellstruktur identifiziert, die relevant für ein besseres Systemverständnis sind. Gleichzeitig verdeutlicht diese Synthese den möglichen Beitrag der Modellierung zur weiteren flächenbezogenen Mikroplastikforschung in der Fortsetzung der derzeitigen Förderung.

Das vorliegende Papier entstand im Nachgang zweier Workshops am 28.3.2019 und 8.6.2020 der modellierenden Forschungsgruppen aus den drei Projekten MicBin, MicroCatch_Balt und PLAWES, die flächen- und teilweise tiefenbezogen (Mikro-)Plastikquellen und -pfade innerhalb von drei Flusseinzugsgebieten in Deutschland (MicBin: Donau; MicroCatch_Balt: Warnow; PLAWES: Weser) quantifizieren.

Weiterführende Links

Link Synthesepapier

Jahr

2020

Autor

AutorInnen

Elke Brandes

Stephanie Cieplik

Peter Fiener

Martin Henseler

Frank Herrmann

Jörg Klasmeier

Peter Kreins

Sarah Piel

Gholamreza Shiravani

Frank Wendland

Andreas Wurpts

Ergebnistyp

Diskussionspapiere & Statuspapiere

Zu zitieren als

Elke Brandes, Cieplik, S., Fiener, P., Henseler, M., Hermann, M., Klasmeier, J., Kreins, P., Piehl, S., Shiravani, G., Wendland, F., Wurpts, A. (2020): Modellbasierte Forschung zu Mikroplastik in der Umwelt - Synthesepapier.

Schlagworte

Donau

Landwirtschaft

Makroplastik

Mikroplastik

Publikationstyp

1. Workshop des Querschnittsthemas 5: Modellierung

Stephan.Guertler — Mon, 25 Feb 2019 09:38:36 +0000

1. Workshop des Querschnittsthemas 5: Modellierung Stephan.Guertler Mo, 02/25/2019 - 10:38

Untertitel

flussgebietsbezogene Modellierung

Beschreibung

Am 28. März 2019 trafen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den Verbundprojekten PLAWES, MicroCatch_Balt und MicBin des Forschungsschwerpunkts "Plastik in der Umwelt", um den Austausch zu den angewandten Ansätzen bei der flussgebietsbezogenen Modellierung zu erhöhen.

Der Workshop, der im Johann Heinrich von Thünen-Institut in Braunschweig stattfand, deckte viele Möglichkeiten auf, wie die Projekte sich besser vernetzen können und bei welchen Aspekten Synergien zwischen den Modellen genutzt werden könnten. Sowohl bei den Bottom-up- als auch bei den den Top-down-Ansätzen wird ein verstärkter Austausch an Eingangsdaten angestrebt.

Zum besseren Verständnis der Modelle wurde sich zudem darauf geeinigt, dass diese in Form von Steckbriefen beschrieben werden sollen. Diese Steckbriefe sollen auch zur Kommunikation mit Personen außerhalb der Kleingruppe der Modellierer*innen genutzt werden.

Ein weiterer Workshop wird für Anfang 2020 anvisiert.

Ort

Johann Heinrich von Thünen-Institut - Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Braunschweig

Datum

28. März 2019

Event type

Forschungsschwerpunkt-Veranstaltung

Bildergalerie

Schlagworte

Date sort

Do, 03/28/2019 - 12:00

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Aus

MicBin

KALEH — Wed, 20 Dec 2017 09:13:16 +0000

MicBin KALEH Mi, 12/20/2017 - 10:13

Mikroplastik in Binnengewässern – Untersuchung und Modellierung des Eintrags und Verbleibs im Donaugebiet als Grundlage für Maßnahmenplanungen

Im Rahmen des Projekts MicBin wurde erstmalig der Eintrag von Makro-, Meso- und insbesondere Mikroplastik (MP) für das deutsche Donaueinzugsgebiet mit Messkampagnen an den wesentlichen Donau-Zuflüssen bilanziert.

Durch Anwendung verschiedener, sich ergänzender Analysemethoden wurden Mikroplastikpartikel (Partikel < 5 mm) untersucht. Der Fokus lag dabei auf besonders kleinen, visuell nicht sichtbaren Partikeln mit einer Größe unter 300 μm, da für diese Partikel die Datengrundlage nach heutigem Erkenntnisstand noch sehr gering ist. Quellen, Senken, Transportprozesse sowie Fragmentierung von Plastik wurden über Frachten in separaten Stoffflussmodellen für Mikro- und Makroplastik abgebildet. Die Relevanz von bisher kaum beachteten Eintragspfaden wie landwirtschaftlichen Flächen oder atmosphärischer Deposition wurde durch gezielte, vereinheitlichte Probennahmen und ergänzende Laborexperimente geklärt.

Ergebnisse wurden in bestehende Modelle implementiert, die Modelle validiert und eine Plastikbilanz für das deutsche Donaueinzugsgebiet erstellt. Durch Szenarienanalysen wurde es möglich, Maßnahmen zur Reduktion der Plastikbelastung auf der Ebene ganzer Flusseinzugsgebiete zu identifizieren.

Arbeitsschwerpunkte

Eintragsbilanzierung von Makro-, Meso- und insbesondere Mikroplastik (MP) im deutschen Donaueinzugsgebiet durch einheitliche Probennahmekampagnen, Modellierung und ergänzende Laborversuche
Bilanzierung von bisher unberücksichtigten Quellen und Senken, wie zum Beispiel Eintrag von Kunststoffen durch die Landwirtschaft, atmosphärische Deposition von MP und Degradationsprozesse von Plastik in der Umwelt
Ableitung von Minimierungsstrategien

Arbeitspakete

AP 1 Koordination

Ansprechpartnerin

Dr. Nicole Zumbülte, TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser, Abteilung Analytik und Wasserbeschaffenheit, Karlsruher Straße 84, 76139 Karlsruhe, E-Mail: nicole.zumbuelte@tzw.de

Projektpartner

UOS, UniA, BfG, THK, LfU, BKV

Kurzbeschreibung

Das TZW übernahm die wissenschaftliche und allgemeine interne Abstimmung im Verbund, sorgte für den Austausch des Verbundes mit externen Partnern und Forschungsverbünden und war für die Öffentlichkeitsarbeit zuständig.

Dies beinhaltete unter anderem die Organisation der Probennahmekampagnen und Probenverteilung auf die einzelnen Partner, Koordination der Probenanalytik, die Organisation von Projekttreffen zum Austausch zwischen den Verbundpartnern sowie die Pflege des wissenschaftlichen Austauschs mit anderen Konsortien und Projekten auf nationaler und internationaler Ebene.

AP 2 Analytik von Plastik in Umweltproben

Ansprechpartner

Prof. Dr. Thomas Ternes, Bundesanstalt für Gewässerkunde, Am Mainzer Tor 1, 56068 Koblenz, E-Mail: ternes@bafg.de

Projektpartner

LfU, TZW, UOS

Kurzbeschreibung

In diesem Arbeitspaket wurden mit drei sich ergänzenden Verfahren die Proben aus AP 3 und AP 4 analysiert. Ausgehend von einem hohen Probenaufkommen, wurden diese im Vorfeld von der BfG mithilfe eines effektiven Screeningverfahrens vorselektiert (geringer Probenvorbereitungsaufwand, Probenanalyse mittels Pyrolyse-Gaschromatographie gekoppelt mit Massenspektrometrie). Proben, deren Gehalte über einem noch zu definierenden Schwellenwert lagen, wurden einer deutlich aufwendigeren und genaueren Analyse mittels Raman- (TZW) und IR-Spektroskopie (LfU) unterzogen. Diese Verfahren lieferten detaillierte Informationen über Partikeleigenschaften (Konzentration, Größe, Polymerart und Form).

AP 3 Identifizierung von Einträgen / Quellen

Ansprechpartner

Dr. Korbinian Freier, Bayerisches Landesamt für Umwelt, Demollstr. 31, 82407 Wielenbach, E-Mail: korbinian.freier@lfu.bayern.de

Projektpartner

THK, BKV, UOS

Kurzbeschreibung

Zur Massenbilanzierung des punktuellen und diffusen Eintrags von Mikroplastik bedarf es im ersten Schritt einer Charakterisierung sämtlicher potentieller Quellen. Ziel von AP 3 war es deshalb, punkt- und flächenhafte Einträge in limnische Systeme zu untersuchen und zu quantifizieren. Die Ergebnisse flossen in AP 5 ein. Schwerpunkte waren die atmosphärische Deposition, linienhafte Einträge im Zusammenhang mit Littering, Kläranlagen, Deponiesickerwässer und die Verwitterung von Plastik.

AP 4 Transport, Verteilung und Verbleib: Prozessverständnis Wasser, Boden, Luft

Ansprechpartner

Prof. Dr. Thomas Ternes, Bundesanstalt für Gewässerkunde, Am Mainzer Tor 1, 56068 Koblenz, E-Mail: ternes@bafg.de

Projektpartner

BKV, LfU, UniA, TZW, UOS, THK

Kurzbeschreibung

Neben Senken wie Wasserkraftwerken, Böden und Grundwasser wurden in diesem AP Transport- und Umlagerungsprozesse von Mikroplastik und mögliche Zwischenspeicher für Mikroplastik wie landwirtschaftlich genutzte Böden oder Gewässerabschnitte mit geringer Strömung betrachtet. Außerdem wurden Abbau- und Zerkleinerungsprozesse von Plastik in Laborexperimenten untersucht. Senken bzw. Reservoire für MP wurden durch koordinierte Probennahmen im Gewässer und die Massenbilanzierung eines Gewässerabschnitts identifiziert. Die Ergebnisse von AP 4 flossen in die Modelle des AP 5 mit ein.

AP 5 Aufstellen von Bilanzen durch Modellierung und Ableitung von Maßnahmen

Ansprechpartner

Dr. Jörg Klasmeier, Universität Osnabrück, Institut für Umweltsystemforschung, Barbarastraße 12, 49078 Osnabrück, E-Mail: jklasmei@uos.de

Projektpartner

LfU, UniA, BKV, TZW

Kurzbeschreibung

Einträge in Gewässer wurden unter Berücksichtigung der verschiedenen Quellen und Senken bilanziert und eine Einschätzung der Gesamtfracht im Donau-Fluss-System ermöglicht. Dazu wurden prozessorientierte klein- bis mittelskalige Modelle für MP (UniA, UOS) und überregionale Modelle für MP sowie für Meso- und Makroplastik (BKV) mit den in den verschiedenen Arbeitspaketen gewonnenen experimentellen Daten und vorhandenen Daten zu Kläranlagen (LfU, UOS) gespeist. Aus den Ergebnissen aller Arbeitspakete erfolgte eine zusammenfassende Bewertung der Quellen und Senken mit Empfehlungen für Maßnahmen zur Reduzierung der Gewässerbelastung.

AP 6 Kommunikation

Ansprechpartnerin

Dr. Nicole Zumbülte, TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser, Abteilung Analytik und Wasserbeschaffenheit, Karlsruher Straße 84, 76139 Karlsruhe, E-Mail: nicole.zumbuelte@tzw.de

Projektpartner

LfU, THK

Kurzbeschreibung

Die MicBin Homepage informiert die Öffentlichkeit über Inhalte, Aktionen und Projektergebnisse. Zudem wurde projektbegleitend ein Kurzfilm erstellt und der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Durch eine Müllsammelaktion am Gewässer und die Beteiligung der Projektpartner an den Deutschen Tagen für Nachhaltigkeit wurde eine Sensibilisierung der Bevölkerung für die Mikroplastik-Problematik erzielt. Stakeholder aus Forschung, Behörden und Wirtschaft wurden im Rahmen von Workshops informiert und einbezogen.

Fallstudien

Das Projekt MicBin konzentrierte sich auf die Bilanzierung des Eintrags von Makro-, Meso- und insbesondere Mikroplastik (MP) für das deutsche Donaueinzugsgebiet mit Messkampagnen an den wesentlichen Donau-Zuflüssen. Berücksichtigt wurden unter anderem auch landwirtschaftliche Einträge sowie Transport- und Verlagerungsprozesse.

Koordinator

Dr. Nicole Zumbülte
DVGW Deutscher Verein des Gas und Wasserfaches e. V. – Technisch-wissenschaftlicher Verein – Bonn
TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser,
Abteilung Analytik und Wasserbeschaffenheit
Karlsruher Straße 84
76139 Karlsruhe

Website

www.micbin.de

Partnerinstitutionen

DVGW-Technologiezentrum Wasser / TZW

Universität Osnabrück / UOS

Universität Augsburg / UniA

Bundesanstalt für Gewässerkunde / BfG

Technische Hochschule Köln, STEPs / THK

Bayerisches Landesamt für Umwelt / LfU

BKV GmbH / BKV

Laufzeit

Oktober 2017