PLASTRAT
PLASTRAT
Prof. Dr.-Ing. Christian Schaum und
apl. Prof. Dr.-Ing. Steffen Krause
Universität der Bundeswehr München / UBM
Institut für Wasserwesen
Professur Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik
Werner-Heisenberg-Weg 39
85577 Neubiberg
Tel.: + 49 89-6004-2061
bzw. -2698 /-3849
E-Mail: swa@unibw.de
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Verbindendes Element aller Untersuchungen in PLASTRAT war die Entwicklung von Lösungsstrategien zur nachhaltigen Begrenzung der Ausbreitung von Plastikrückständen in der aquatischen Umwelt auf technischer, umweltwissenschaftlicher und sozial-ökologischer Ebene mit dem Ziel der gemeinsamen Entwicklung eines multikriteriellen Bewertungsansatzes zur Umweltverträglichkeit von unterschiedlich beschaffenen Kunststofftypen. Zudem wurde daraus ein Gütesiegel für die praktische Anwendung entwickelt. Schwerpunkte bildeten die Analyse und Bewertung der Degradationsstufen verschiedener Kunststoffarten sowie Leaching, Adsorption und Desorption in verschiedenen Abwasserbehandlungsstufen, die Wirkungen von unterschiedlichen Plastikspezies (in unterschiedlichen Degradationsstufen) und deren Additiven auf wasserlebende Organismen limnischer Systeme sowie eine Risiko-Charakterisierung der humantoxikologischen Wirkung von Mikroplastik auf den Konsumenten von Trinkwasser. Im Fokus standen ferner die Quantifizierung und das technische Verminderungspotential (z. B. Einsatz Membrantechnologie) von Plastikemissionen im Bereich der Siedlungswasserwirtschaft einschließlich der Klärschlamm-/Gärrestbehandlung unter Berücksichtigung geeigneter Probenahme-, Aufbereitungs- und Analyseverfahren. Zudem erfolgten Untersuchungen zur gesellschaftlichen Relevanz, d. h. wie mit Plastik in deutschen Haushalten umgegangen wird, welche Anforderungen der Konsument an Kunststoffe stellt, welche Möglichkeiten der Nutzung von Ersatzstoffen bestehen sowie die Auswirkungen, die sich daraus für Handel, Logistik und Konsumenten ergeben.
Arbeitsschwerpunkte
- Ermittlung und Bewertung von Mikroplastik- Eintragspfaden in limnische Systeme
- Untersuchung und Bewertung technischer Maßnahmen zur Mikroplastikelimination
- Probenahmestrategien zur weitergehenden Aufbereitung und Analyse von Mikroplastik
- Probenaufbereitung zur Analyse von Mikroplastik
- Identifizierung und Quantifizierung von Mikroplastik in allen Proben
- Automatisierung der Partikelerkennung, Messung und Identifizierung mittels Datenbanken
- Ad-/Desorption von Schadstoffen an Mikroplastik
- Degradation und Leaching bei Polymeren unterschiedlicher Gruppen
- Ökotoxikologische Untersuchungen freigesetzter Substanzen aus Mikroplastik
- Humantoxikologische Untersuchungen freigesetzter Substanzen aus Mikroplastik
- Gefährdungsanalyse Trinkwasser
- Untersuchung der gesellschaftlichen Relevanz
- Entwicklung eines multikriteriellen Bewertungssystems
- Entwicklung eines Gütesiegels durch einen begleitenden Stakeholderdialog
AP K Koordination und Kommunikation
Ansprechpartner
Prof. Dr.-Ing. Christian Schaum, apl. Prof. Dr.-Ing. Steffen Krause, Universität der Bundeswehr München, Institut für Wasserwesen, Professur Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik, Werner-Heisenberg-Weg 39, 85577 Neubiberg, E-Mail: swa@unibw.de
Kurzbeschreibung
Neben den Aufgaben der allgemeinen wissenschaftlichen Projektleitung wurden auch die Aufgabenbereiche der internen Kommunikation zwischen den Verbundpartnern sowie die Kommunikation nach außen (Steigerung der Wahrnehmung des Projekts in der Öffentlichkeit) abgedeckt. Dies beinhaltete u. a. einheitliche Vorgaben für Öffentlichkeitsarbeit durch einzelne Verbundpartner und im Gesamtkonsortium, Organisation und Durchführung von Treffen im Gesamtverbund, die Überwachung des Arbeitsfortschritts, das Dokumentenmanagement sowie die Koordination der assoziierten Partner.
AP 1 Mikroplastik im urbanen Wasserkreislauf
Ansprechpartner
Prof. Dr.-Ing. Christian Schaum, apl. Prof. Dr.-Ing. Steffen Krause, Universität der Bundeswehr München, Institut für Wasserwesen, Professur Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik, Werner-Heisenberg-Weg 39, 85577 Neubiberg, E-Mail: swa@unibw.de
Projektpartner
UF, IWW, BfG, ISOE, TUDA, IOW, IPF, a2i, inge
Kurzbeschreibung
In Abstimmung mit allen Verbundpartnern wurden Basisdaten und Definitionen für PLASTRAT festgelegt. Dies betrifft die Definition der Ober- und Untergrenze der Teilchengröße für die zu betrachtenden Mikroplastikteilchen, die Auswahl konkreter Kunststoffspezies aus den Kategorien konventionelle Kunststoffe, Recyclate und biobasierte bzw. bioabbaubare Polymere sowie Vorarbeiten für die Auswahl bzw. Festlegung geeigneter Standorte für Untersuchungen der AP 2 und 3 unter Berücksichtigung der in AP 5 betrachteten Produkte. Zudem erfolgten die Vorbereitung der Stakeholder- Analyse und eine tiefergehende Grundlagenermittlung zur Bewertung und Gütesiegelentwicklung.
AP 2 Degradation und stoffliche Dynamik
Ansprechpartner
apl. Prof. Dr. Thomas Ternes, Bundesanstalt für Gewässerkunde, Am Mainzer Tor 1, 56068 Koblenz, E-Mail: ternes@bafg.de
Projektpartner
BfG, UniBwM, TUDa
Kurzbeschreibung
Das Umweltverhalten von biobasierten, synthetischen und recycelten Kunststoffsorten wurde analysiert. Dabei wurden nicht nur die ursprünglichen, sondern auch künstlich gealterte Materialien betrachtet. Analysiert wurde die Freisetzung von Schadstoffen (Oligomere, Additive und deren Transformationsprodukte) in Abhängigkeit von der Polymerart und dem Degradationsgrad. Des Weiteren wurden Unterschiede in der Adsorption/Desorption von Umweltchemikalien für verschiedene Polymerarten sowie die Rolle von Kläranlagen in Bezug auf die Schadstofffracht von Mikroplastik (An- oder Abreicherung) untersucht.
AP 3 Eintragspfade und Elimination
Ansprechpartner
Prof. Dr.-Ing. Christian Schaum, apl. Prof. Dr.-Ing. Steffen Krause, Universität der Bundeswehr München, Institut für Wasserwesen, Professur Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik, Werner-Heisenberg-Weg 39, 85577 Neubiberg, E-Mail: swa@unibw.de
Projektpartner
UniBwM, a2i, inge, IPF, IOW
Kurzbeschreibung
Verschiedene Eintragspfade von Mikroplastik in limnische Systeme wurden untersucht; mit Schwerpunkt auf der Analyse und Bewertung des abwasserwirtschaftlichen Systems sowie der Maßnahmenentwicklung und -bewertung vorhandener bzw. im Projektverlauf modifizierter oder entwickelter Maßnahmen in Bezug auf den Mikroplastikrückhalt (z. B. Membrantechnik). Kernbereiche bildeten die Regen- und Mischwasserentlastung, die Begutachtung und Bewertung des Gesamtsystems Kläranlage sowie eine Analyse von Klärschlamm, Gärrest und Kompost als mögliche Mikroplastik-Senken. Ein weiterer Schwerpunkt lag auf der Entwicklung/Auswahl geeigneter Aufbereitungs- und Analyseverfahren.
AP 4 Wirkungs- und Gefährdungsanalyse
Ansprechpartner/innen
Prof. Dr. Jörg Oehlmann, Dr. Ulrike Schulte- Oehlmann, Goethe-Universität Frankfurt am Main, Max-von-Laue-Straße 13, 60438 Frankfurt, E-Mail: oehlmann@bio.uni-frankfurt.de
Projektpartner
IWW
Kurzbeschreibung
Im Rahmen von vergleichenden Analysen wurden biobasierte, synthetische und recycelte Kunststoffe in unterschiedlichen Degradationsstufen sowie deren Additive und von ihnen ad-/desorbierte Substanzen mit diversen human- und ökotoxikologischen Verfahren hinsichtlich ihrer Wirkung überprüft. Die Resultate dienen der Ableitung von Schwellenwerten und Umweltqualitätszielen, die einen Beitrag zur Gefährdungsanalyse und Bewertung der unterschiedlichen Kunststoffspezies im Hinblick auf ihre Relevanz und Umweltverträglichkeit für das limnische Milieu liefern. Ergänzt wurden die experimentellen Untersuchungen durch eine Gefährdungsanalyse des Trinkwassersystems.
AP 5 Gesellschaftliche Relevanz
Ansprechpartner
Dr. Immanuel Stieß, ISOE - Institut für sozial-ökologische Forschung, Hamburger Allee 4, 60486 Frankfurt, E-Mail: stiess@isoe.de
Kurzbeschreibung
Die gesellschaftliche Wahrnehmung, Nutzung und Entsorgung von kunststoffbasierten Produkten wurde analysiert und die Möglichkeiten, Voraussetzungen und Hemmnisse für nachhaltigere Konsum- und Entsorgungspraktiken wurden untersucht. Im Fokus stehen Anwendungen im Non-Food-Bereich, Hygieneartikel, Bekleidung und Hundekotbeutel, deren nicht fachgerechte oder informelle Entsorgung zu Einträgen von Mikroplastik in limnische Systeme führen und dort negative Auswirkungen auf Organismen und aquatische Ökosysteme haben kann. Die Analyse der Wahrnehmung von Umweltrisiken und produktspezifischer Nutzungs- und Entsorgungspraktiken erfolgte über qualitative Exploration und standardisierte Erhebungen.
AP 6 Bewertungssystem/Gütesiegel
Ansprechpartner/innen
Kristina Wencki, IWW Rheinisch-Westfälisches Institut für Wasserforschung gemeinnützige GmbH, Moritzstraße 26, 45476 Mülheim an der Ruhr, E-Mail: k.wencki@iww-online.de
Projektpartner
ISOE, UniBwM, UF, BfG
Kurzbeschreibung
Projektübergreifend wurde ein multikriterielles Bewertungssystem für Kunststoffe bezüglich ihrer Umweltverträglichkeit für limnische Systeme entwickelt. Gleichzeitig wurde die Identifizierung der Bewertungskriterien genutzt, um den Diskurs in der Praxis für ein Gütesiegel, welches diese Umweltverträglichkeit ausweist, anzustoßen. Hierzu wurde ein Stakeholderdialog durchgeführt. Neben der Zusammenführung der Ergebnisse aus den vorangegangenen Arbeitspaketen konntehierdurch ein maßgeblicher Beitrag zum Transfer der neu gewonnen Erkenntnisse in die Wissenschaft und Praxis geleistet werden.