Mikroplastik in Gewässern charakterisieren |
Die Verschmutzung von Meeren, Seen und Flüssen mit Plastikmüll ist ein großes Umweltproblem. Gegenstände aus Kunststoffen werden mit der Zeit mechanisch in kleinste Teilchen zerlegt, die dann als Mikroplastik überall auf der Welt verteilt zu finden sind. Wie toxisch sind diese Partikel? Die Arbeitsgruppe von Dr. Arnulf Materny, Professor für Chemische Physik an der Jacobs University, will ein Verfahren entwickeln, das eine schnelle Analyse dieser Kleinstteile und ihrer Eigenschaften erlaubt – mithilfe der Lasertechnik.
Über die Nahrungskette werden Mikroplastikpartikel, die weniger als ein
tausendstel Millimeter groß sein können, auch für Menschen zum
Gesundheitsrisiko. Entzündliche Reaktionen aufgrund von im Gewebe
eingelagertem Mikroplastik wurden schon beobachtet. Zu befürchten sind
Konsequenzen wie zum Beispiel die Entstehung von Krebs.
In dem
vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) geförderten
Projekt wird die Arbeitsgruppe von Prof. Materny in Kooperation mit
verschiedenen Industrie- und Forschungspartnern aus Deutschland und
Finnland einen sehr wichtigen Aspekt der Mikroplastikproblematik
untersuchen. Kunststoffe und somit auch Mikroplastikpartikel lagern im
Wasser relativ schnell Biofilme auf ihren Oberflächen an. Diese bestehen
zum Beispiel aus Algen und Bakterien, wobei bereits multiresistente
Keime beobachtet wurden.
Neben der möglichen zusätzlichen
Gefährdung durch die Mikroorganismen oder gebundene toxische Substanzen
auf den Oberflächen, sind auch andere Aspekte von Interesse. Einerseits
führen die Biofilme dazu, dass Mikroplastikpartikel von
Meeresorganismen, wie Fischen, als Nahrung erkannt und dadurch noch
vermehrt aufgenommen werden. Andererseits könnte der Biofilm auch zu
einem rascheren Abbau des Kunststoffs führen, also eine positive Wirkung
haben.
Mithilfe der sogenannten Raman-Spektroskopie sollen die
Biofilme und deren Wechselwirkung mit den Mikroplastikpartikeln
analysiert werden. Hierbei wird Laserlicht von den Oberflächen der
Teilchen gestreut. Durch eine Wechselwirkung des Lichts mit den
Biofilm-Molekülen tritt eine Farbverschiebung des Lichtspektrums auf.
Diese wird dann genutzt, um molekulare Eigenschaften zu ermitteln. Die
Arbeitsgruppe wird hierbei spezielle Raman-Techniken einsetzen, die zum
einen Störsignale ausblenden sollen und zum anderen eine
Signalverstärkung bewirken werden.
Die Arbeiten in der
Materny-Gruppe wird Dr. Patrice Donfack in Zusammenarbeit mit den
anderen Projektpartnern durchführen. Ziel ist es, ein Analysesystem zu
schaffen, welches auch anderen Wissenschaftlern oder Behörden
ermöglichen soll, die Mikroplastik-Problematik besser einschätzen zu
können und aktuelle Belastungen schnell zu erkennen.
Den Artikel finden Sie unter:
https://www.jacobs-university.de/news/characterizing-microplastics-water-bodies-new-research-project-jacobs-university-bremen
Quelle: Jacobs University Bremen gGmbH (07/2020) |