Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Müllhalde Meer

16.04.2012
Biologen erstellen Leitfaden für eine genauere Untersuchung der Meeresverschmutzung durch Mikroplastikpartikel

Große Mengen der weltweit produzierten Kunststoffe enden in den Ozeanen. Dort stellen sie eine zunehmende Bedrohung dar. Vor allem sehr kleine Objekte, sogenannte Mikroplastikpartikel, gefährden das Leben vieler Meeresbewohner.


Sammlung kleiner Plastikreste
© Stefanie Meyer, Alfred-Wegener-Institut

Eine Einschätzung, wie stark die Ozeane mit Mikroplastikpartikeln belastet sind, scheiterte bisher, weil weltweit vergleichbare Untersuchungsmethoden und Daten fehlen. Gemeinsam mit britischen und chilenischen Kollegen haben Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Institutes für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft nun alle veröffentlichten Studien zu diesem Thema ausgewertet und standardisierte Richtlinien für die Erfassung und Charakterisierung der Mikroplastik-Partikel im Meer vorgeschlagen.

Angespülte Plastikflaschen gehören heutzutage ebenso zu einem Strandspaziergang wie das Kreischen der Möwen. Was dem menschlichen Auge jedoch verborgen bleibt, sind die unzähligen Kleinstobjekte aus Kunststoff, die im Wasser schwimmen, an den Strand gespült werden oder den Meeresboden bedecken. Wissenschaftler bezeichnen diese Plastikteilchen als „Mikroplastikpartikel“ und verstehen darunter Kunststoffobjekte, deren Durchmesser weniger als fünf Millimeter betragen – wobei die meisten Mikroplastikpartikel kleiner als ein Sandkorn oder eine Nadelspitze sind. Diese Eigenschaft macht sie auch so gefährlich für Meeresbewohner.

"Mikroplastikpartikel werden von Organismen verschluckt und über den Verdauungstrakt aufgenommen. So konnten sie zum Beispiel bereits im Gewebe von Miesmuscheln oder anderen Tieren nachgewiesen werden“, sagt Dr. Lars Gutow, Biologe am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft. Im Meer lagern sich an den kleinen Partikeln zudem toxische Stoffe an, die auf diese Weise in die Nahrungskette gelangen und so schließlich auch dem Menschen gefährlich werden können.

Lars Gutow und Kollegen von der Universidad Católica del Norte in Chile und der School of Marine Science and Engineering in Plymouth sind nun gemeinsam der Frage nachgegangen, wie stark die Weltmeere mit Mikroplastikpartikeln belastet sind. Dazu haben die Biologen 68 wissenschaftliche Veröffentlichungen zu diesem Thema analysiert und festgestellt, dass sich deren Ergebnisse nur schwer miteinander vergleichen lassen. „In diesen Studien wurde mit ganz unterschiedlichen Methoden gearbeitet, weshalb nicht nachvollziehbar war, ob die beobachteten regionalen Verteilungsunterschiede der Plastikpartikel real sind oder ob sie auf die Erfassungsmethoden zurückzuführen sind“, sagt Prof. Martin Thiel, Initiator der nun veröffentlichten Vergleichsuntersuchung und Wissenschaftler an der Universidad Católica del Norte. So habe sich unter anderem gezeigt, dass 100.000-mal mehr Mikroplastikpartikel aus der Wassersäule gefischt werden konnten, wenn anstelle eines Netzes mit Maschenweite 450 Mikrometer ein Modell mit 85 Mikrometern eingesetzt wurde.

Basierend auf diesen Erkenntnissen hat das internationale Forscherteam nun erstmals Richtlinien für die Erfassung und Charakterisierung der Mikroplastikpartikel erstellt und diese im Fachmagazin Environmental Science & Technology veröffentlicht. Darin erläutern die Wissenschaftler auch mögliche Herkunftsquellen des Plastikabfalls. „Mikroplastikpartikel gelangen auf unterschiedlichen Wegen in die Meere. Ein Großteil sind sogenannte Plastikpellets, die als Rohstoff für die Herstellung von Kunststoffprodukten wie Computergehäusen oder andere Gebrauchsartikeln dienen. Geht man mit diesen Pellets, beispielsweise beim Verladen auf Schiffe, sorglos um, können viele davon durch den Wind verweht werden und ins Meer gelangen“, erklärt Lars Gutow.

Mikroplastikpartikel stecken aber auch in Kosmetik- und Reinigungsmittel. „In so manchem Peeling-Produkt werden kleinste Plastikpartikel als ‚Scheuermittel’ verwendet. Über das Abwasser und die Flüsse gelangen sie dann ins Meer“, sagt der Biologe. Und schließlich zerfalle jede Plastikflasche, jede Plastiktüte, die im Meer schwimme, eines Tages in zahllose Mikropartikel. „Der Abbau größerer Plastikteile kann Jahrhunderte dauern und erfolgt vor allem durch physikalische Prozesse. Die UV-Strahlung der Sonne lässt den Kunststoff brüchig werden. Durch den Wellenschlag und Abriebprozesse werden sie dann in immer kleinere Teile zerbrochen“, so Lars Gutow.

Die kleinsten bisher nachgewiesenen Partikel besaßen einen Durchmesser von einem Mikrometer - das entspricht einem tausendstel Millimeter. Um solch winzige Kunststoffobjekte genau zu bestimmen und ihre Herkunft zu klären, sind aufwendige Untersuchungen nötig. „Wir empfehlen jedem Wissenschaftler, sehr kleine Mikroplastikpartikel mithilfe einer Infrarot-Spektroskopie zu analysieren. Dieses Verfahren entlarvt die Inhaltsstoffe und ermöglicht so eine genaue Identifizierung als Kunststoff“, sagt Lars Gutow.

In ihrem Forschungsleitfaden weisen die Wissenschaftler zudem auf Wissenslücken hin. „Das Thema ‚Plastik im Meer’ hat in den vergangenen Jahren deutlich an Bedeutung gewonnen. Es wird sehr viel geforscht. Trotzdem wissen wir zum Beispiel noch nicht, ob und wenn ja, in welcher Menge Mikroplastikpartikel an Felsküsten und in Salzwiesen abgelagert werden. Vor allem letztere sind bekannt dafür, dass sie ein hohes Rückhaltepotenzial für Partikel ausweisen. Ob dies auch für Mikroplastikpartikel gilt, ist bisher nicht bekannt“, sagt Martin Thiel, der die Belastung der chilenischen Küste durch Mikroplastikpartikel untersucht.

Wenn zukünftig, basierend auf den Empfehlungen dieser Vergleichsstudie, alle Meeresforscher standardisierte Methoden zur Erfassung der Mikroplastikpartikel anwenden, dürfte nicht nur die Aussagekraft ihrer Ergebnisse deutlich steigen. Es bestünde zudem die Chance, realistische Aussagen darüber zu machen, wo und wie stark die Weltmeere wirklich mit Mikroplastikpartikeln belastet sind und welche Konsequenzen diese Verschmutzung für die Ökosysteme und somit auch für den Menschen hat.

Der Titel der Originalveröffentlichung lautet:
Hidalgo-Ruz, Valeria / Gutow, Lars / Thompson, Richard C. / Thiel, Martin (2012): Microplastics in the Marine Environment: A Review of the Methods Used for Identification and Quantification, Environmental Science & Technology, 46, 3060-3075, dx.doi.org/10.1021/es2031505

Ihr Ansprechpartner im Alfred-Wegener-Institut ist Dr. Lars Gutow (Tel.: 0471 – 4831 –1708; E-Mail: Lars.Gutow@awi.de). Prof. Dr. Martin Thiel ist erreichbar an der Universidad Católica del Norte in Coquimbo, Chile (Tel. +56 51 209939; E-Mail: thiel@ucn.cl). Ihre Ansprechpartnerin in der Abteilung Kommunikation und Medien ist Sina Löschke (Tel.: 0471 4831-2008; E-Mail: Sina.Loeschke@awi.de).

Das Alfred-Wegener-Institut forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der mittleren sowie hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der 18 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

Ralf Röchert | idw
Weitere Informationen:
http://www.awi.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Der Monsun und die Treibhausgase
18.09.2017 | Forschungszentrum Jülich

nachricht Artenschützer schlagen Alarm: Papageien noch bedrohter als befürchtet
15.09.2017 | Justus-Liebig-Universität Gießen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Im Focus: Quantensensoren entschlüsseln magnetische Ordnung in neuartigem Halbleitermaterial

Physiker konnte erstmals eine spiralförmige magnetische Ordnung in einem multiferroischen Material abbilden. Diese gelten als vielversprechende Kandidaten für zukünftige Datenspeicher. Der Nachweis gelang den Forschern mit selbst entwickelten Quantensensoren, die elektromagnetische Felder im Nanometerbereich analysieren können und an der Universität Basel entwickelt wurden. Die Ergebnisse von Wissenschaftlern des Departements Physik und des Swiss Nanoscience Institute der Universität Basel sowie der Universität Montpellier und Forschern der Universität Paris-Saclay wurden in der Zeitschrift «Nature» veröffentlicht.

Multiferroika sind Materialien, die gleichzeitig auf elektrische wie auch auf magnetische Felder reagieren. Die beiden Eigenschaften kommen für gewöhnlich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungen

Biowissenschaftler tauschen neue Erkenntnisse über molekulare Gen-Schalter aus

19.09.2017 | Veranstaltungen

Zwei Grad wärmer – und dann?

19.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

»Laser in Composites Symposium« in Aachen – von der Wissenschaft in die Anwendung

19.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Zentraler Schalter der Immunabwehr gefunden

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Materialchemie für Hochleistungsbatterien

19.09.2017 | Biowissenschaften Chemie