SubμTrack

SubμTrack

Tracking of (Sub) Microplastics of Different Identities - Innovative Analysis Tools for the Toxicological and Process Engineering Evaluation
Description

The methods available for the analysis of microplastics in environmental matrices are currently mainly used for particles in the size range of 1 μm to 5 mm. Particles smaller than 1 μm are hardly detected. In contrast to larger particles, however, these are capable of permeating cells and have a higher adsorption potential for pollutants due to their relatively larger surface area. Due to their greater eco-toxicological relevance, SubµTrack focuses on plastic particles between 50 nm and 100 µm in size. For this purpose, the detection range available to date must be expanded and new methods for sampling, sample preparation and analysis must be developed. The project also focuses on the possible effects of submicroplastic particles on the aquatic environment and on human health. The results of these studies will be supplemented by an assessment of the social, political and legal dimensions of plastic's entry into the environment. The analysis of problem perception and possible action strategies can then provide the basis for active social change processes. The results will also be examined with regard to their implementation in legislation, standardisation and their relevance for voluntary measures.

AP 0 Organisation, Koordination und Öffentlichkeitsarbeit

Ansprechpartnerin Prof. Dr. Thomas Letzel, PD Dr. Johanna Graßmann, Technische Universität München, Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft, Am Coulombwall 3, 85748 Garching, E-Mail: j.grassmann@tum.de

Projektpartner

TUM-IWC, TUM-LTI, TUM-LAS, TUM-MCTS, IGOE, LfU, UBA, IUTA, Postnova Analytics GmbH, BS-Partikel GmbH

Kurzbeschreibung

Die Organisation und Koordination umfasst neben der Abstimmung und dem Abgleich der Ergebnisse und Produkte innerhalb des Konsortiums vor allem auch die Koordination der Aktivitäten mit Partnern außerhalb des Projektes. Das Ziel ist die nachhaltige Implementierung der analytischen Techniken, der Wirkungsergebnisse und der Handlungsanweisungen möglichst harmonisierter Strategien in enger Abstimmung und unter Einbindung von nationalen und internationalen Schlüsselinstitutionen. Die Öffentlichkeitsarbeit wird schwerpunktmäßig von TUM-SWW koordiniert und durch die Partner unterschiedlicher Ausrichtung weitreichend und wirksam umgesetzt.

AP 1 Auswahl und Herstellung von Referenzpartikeln

Ansprechpartner/innen

Dr. Carmen Nickel, Dr. Jochen Türk, Institut für Energie- und Umwelttechnik e.V., Bliersheimer Str. 58- 60, 47229 Duisburg, E-Mail: nickel@iuta.de; tuerk@ iuta.de

Projektpartner

LfU, BS-Partikel GmbH

Kurzbeschreibung

Zusammen mit den Partnern von BS-Partikel und den Leitenden der experimentellen APs 2–5 werden die benötigten Referenzpartikel identifiziert. Dabei spielen vor allem die Partikelgröße, das Material, die Markierung und die Verfügbarkeit eine wichtige Rolle. Die Auswahl der Referenzpartikel erfolgt innerhalb der Anfangsphase des Projektes, um genügend Vorlauf zu haben, die Partikel zu Beginn der Versuche herzustellen bzw. zu beschaffen. Von den Partnern BS-Partikel und IUTA werden dann die entsprechenden Partikel bereitgestellt

AP 2 Umfassende Analytik von Mikroplastikpartikeln

Ansprechpartner/innen

Prof. Dr. Martin Elsner, Dr. Natalia P. Ivleva, Technische Universität München, Lehrstuhl für Analytische Chemie und Wasserchemie; Institut für Wasserchemie und Chemische Balneologie, Marchionistrasse 17, 81377 München, E-Mail: natalia. ivleva@ch.tum.de

Projektpartner

Postnova Analytics GmbH, BS-Partikel GmbH, TUMSWW, TUM-LTI, LfU, IUTA

Kurzbeschreibung

Es werden innovative und bewährte analytische Nachweisverfahren (inkl. Probenahme, Aufbereitung, Identifizierung, Quantifizierung) für Mikroplastik (1 μm – 5 mm) ermittelt und mit Referenzmaterialien im Submikrobereich getestet. Hierfür dienen die erfolgreichsten Techniken des seit 2016 laufenden Projektes MiWa als Ausgangspunkt; Standardmethoden aus diesem Projekt werden eingebunden und verglichen. Der direkte Kontakt zu Akteuren des MiWa-Projektes ist durch Partner des Konsortiums (TUM-IWC und UBA) gewährleistet.

AP 3 Untersuchungen zu Alterung, Ad- und Desorption organischer Spurenstoffe auf Referenzpartikeln

Ansprechpartner/innen

Prof. Dr. Thomas Letzel, PD Dr. Johanna Graßmann, Technische Universität München, Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft, Am Coulombwall 3, 85748 Garching, E-Mail: j.grassmann@tum.de

Projektpartner

LfU

Kurzbeschreibung

Die in der Methodenvalidierung eingesetzten Partikel werden systematischen Alterungsprozessen und Biofilmwachstum unterworfen. Des Weiteren werden diese Partikel und besonders deren (resultierende) unterschiedliche Oberflächen auf ihre Ad- bzw. Desorptionseigenschaften für organische Moleküle hin untersucht. Für die Analytik werden u.a. Adsorptionsund Desorptionskinetiken untersucht. Hierfür kommen TD-(Pyrolyse)-GC-MS und LC-MS/MS zum Einsatz. Experimente mit den gealterten Partikeln werden in sogenannten Batch-Ansätzen durchgeführt, aber auch in Laborkläranlagen, die am LfU betrieben werden. Sämtliche Proben werden bei Bedarf auch in den biologischen Systemen aus AP5 eingesetzt.

AP 4 Untersuchungen zu Eintragspfaden und prozesstechnische Bewertung

Ansprechpartner

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

Projektpartner

TUM-SWW, IUTA

Kurzbeschreibung

Mit Hilfe der in AP 2 entwickelten und validierten Methoden werden zunächst in Laborkläranlagen beim Partner LfU mit Referenzpartikeln reale Szenarien nachgestellt und der Verbleib der Partikel im System untersucht. Parallel hierzu werden Untersuchungen an verschiedenen Messstellen in realen Kläranlagen durchgeführt. Die Probennahme von Wasserproben wird vom IUTA für Mikroschadstoffe zertifiziert durchgeführt. Eine Erweiterung der vorhandenen Probennahmetechniken auf die Fragestellung Mikroschadstoffe wird angestrebt. Abschließend erfolgt mit den anderen Partnern des Projektes und basierend auf den zu erwartenden Ergebnissen eine prozesstechnische Bewertung.

AP 5 Auswirkung auf aquatische Umwelt und menschliche Gesundheit

Ansprechpartner

Prof. Dr. Michael Pfaffl, Technische Universität München, Lehrstuhl für Tierphysiologie und Immunologie, Weihenstephaner Berg 3, 85354 Freising, E-Mail: michael.pfaffl@wzw.tum.de

Projektpartner

TAM-LAS, IGOE

Kurzbeschreibung

Für eine möglichst ganzheitliche (öko)toxikologischen Bewertung werden potenziell negative Effekte von Submikropartikeln auf unterschiedlichen biologischen Organisationsebenen untersucht und einander gegenübergestellt. Dies beinhaltet den Einsatz von Modellsystemen in vivo zur Effektermittlung auf mikrobielle Diversität, Lebensgemeinschaften und trophische Strukturen und Funktionen sowie zur Ermittlung von Stressreaktionen auf höherer organismischer Ebene. In vitro-Modelle erweitern diesen Ansatz zur Effektermittlung auf zellulärer und molekularer Ebene, um ein mechanistisches Verständnis partikelinduzierter Stressreaktionen zu schaffen und potentielle Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit ableiten zu können.

AP 6 Soziale, politische und rechtliche Dimensionen

Ansprechpartnerin

Prof. Dr. Ruth Müller, Technische Universität München, Professur für Wissenschafts- und Technologiepolitik, Augustenstraße 46, 80333 München, E-Mail: ruth.mueller@tum.de

Projektpartner

UBA

Kurzbeschreibung

Am TUM-MCTS werden mittels qualitativer sozialwissenschaftlicher Methoden gegenwärtige Problemwahrnehmungen und Bewältigungsstrategien in Bezug auf Plastikpartikel in der Umwelt in Gesellschaft und Politik analysiert. Im Fokus steht dabei die Wahrnehmung der spezifischen ökotoxikologischen Relevanz von Submikropartikeln. Das UBA führt ein Screening der relevanten Rechtsakte auf nationaler, europäischer und internationaler Ebene durch. Dabei geht die Betrachtung über den reinen Medienbezug (Wasser, Boden und Luft) und damit verbundene mögliche Transportpfade hinaus. Insbesondere der rechtlich undefinierte Bereich zwischen Nano- (Grenze: 100 nm) und Mikroplastik (häufig angegebene Grenze: 1 μm) ist von besonderem Interesse.

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