Mikroplastikbelastung in einer Rheinaue bei Köln untersucht |
Mikroplastikpartikel können sich in Flussauen ablagern und in tiefere Bereiche des Bodens eindringen. Die nachgewiesene Anzahl der Partikel hängt dabei insbesondere vom Bewuchs der Bodenoberfläche, der Häufigkeit von Überschwemmungen und der Bodenbeschaffenheit ab. Dies haben Forscher*innen der Universitäten Bayreuth und Köln bei Untersuchungen in der Rheinaue Langel-Merkenich nördlich von Köln herausgefunden.
Wenn Mikroplastik über Flüsse in Richtung Meer transportiert wird,
können sich die Partikel nicht nur in Fluss-Sedimenten, sondern auch in
den Uferbereichen ablagern. Das Forschungsteam aus Bayreuth und Köln
untersuchte in der regelmäßig überfluteten Rheinaue Langel-Merkenich, ob
auf häufiger überschwemmten Flächen auch eine größere Anzahl von
Mikroplastik verbleibt. Besonders interessierten sich die
Wissenschaftler*innen dafür, wie sich Mikroplastik in den überschwemmten
Böden verteilt und ob es in tiefere Bereiche des Bodens gelangt. Daher
sammelten sie, mit zunehmendem Abstand vom Fluss, Bodenproben in zwei
verschiedenen Tiefenbereichen: von der Bodenoberfläche bis zu einer
Tiefe von fünf Zentimetern sowie in einer Tiefe zwischen fünf und 20
Zentimetern. Die Häufigkeit von Mikroplastikpartikeln und ihre Größe
wurde nach einer aufwändigen Aufreinigung in den Laboratorien der
Universität Bayreuth mit Hilfe der
Mikro-Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie (mikroFTIR
Spektroskopie) gemessen.
„Die mikroFTIR Spektroskopie ist ein
technisch anspruchsvolles Verfahren, mit dem die chemische
Zusammensetzung jedes einzelnen Mikroplastikpartikels, der größer als
zehn Mikrometer ist, in einer Probe charakterisiert werden kann. Selbst
wenn ein Partikel so winzig ist wie ein Zehntel des Durchmessers eines
menschlichen Haars, können wir dennoch eindeutig bestimmen, welcher
Plastiksorte er zuzuordnen ist. Die Methodik, die wir für Bodenproben
entwickelt haben, ermöglicht zudem die Analyse von recht großen und
damit repräsentativen Probenmengen,“ sagt Dr. Martin Löder, Leiter der
Forschungsarbeiten an der Universität Bayreuth. Insgesamt zeigten die
Messungen im Rahmen der Studie, dass die Anzahl der Mikroplastikpartikel
in den Bodenproben deutlich schwankte: In einer Tiefe bis zu fünf
Zentimeter ließen sich zwischen 25.502 und 51.119 Partikeln pro
Kilogramm trockenen Bodens nachweisen; in einer Tiefe zwischen fünf und
20 Zentimetern waren es zwischen 25.616 und 84.824 Partikel. Ungefähr 75
Prozent der Partikel waren kleiner als 150 Mikrometer.
Die
Forscher*innen fanden auch heraus, weshalb die Mikroplastikpartikel in
den untersuchten Böden der Rheinauen sehr ungleichmäßig verteilt sind:
Vor allem in den Senken können sich im Laufe der Überschwemmungen
Mikroplastikpartikel anreichern. An Stellen, die durch Grasbewuchs vor
Erosion geschützt sind und eine vergleichsweise große Aktivität von
Regenwürmern aufwiesen, hatten sich besonders zahlreiche Partikel in
tiefere Schichten des Bodens verlagert. „Die Mechanismen, die den
Transport von Mikroplastik zwischen verschiedenen Umweltkompartimenten
bedingen, sind unglaublich komplex. Mit unserer in Bayreuth entwickelten
Methode konnten wir auch kleinste Mikroplastikpartikel im Auenboden
nachweisen und zeigen, welche Faktoren bei der Verlagerung in tiefere
Bodenschichten eine Rolle spielen,“ sagt die Bayreuther Doktorandin und
Mitautorin Julia Möller M.Sc., die sich auf die Erforschung von
Mikroplastikpartikeln in Böden spezialisiert hat.
Professorin Dr.
Christina Bogner hat die Forschungsarbeiten am Geographischen Institut
der Universität zu Köln koordiniert und betont den Pilotcharakter der
Studie: „Unser interdisziplinärer Ansatz kann auch auf andere
Überschwemmungsgebiete übertragen werden, um die entsprechenden Prozesse
aufzuklären. Informationen aus solchen Untersuchungen sind sowohl für
die Lokalisierung potenzieller Mikroplastiksenken für Probenahmepläne
als auch für die Identifizierung von Gebieten mit erhöhter
Bioverfügbarkeit von Mikroplastik für eine angemessene ökologische
Risikobewertung von wesentlicher Bedeutung.“
Den Artikel finden Sie unter:
https://www.uni-bayreuth.de/pressemitteilung/mikroplastik-rheinaue...
Quelle: Universität Bayreuth (05/2022)
Publikation: Markus
Rolf, Hannes Laermanns, Lukas Kienzler, Christian Pohl, Julia N.
Möller, Christian Laforsch, Martin G. J. Löder, Christina Bogner:
Flooding frequency and floodplain topography determine abundance of
microplastics in an alluvial Rhine soil. Science of The Total
Environment (2022), DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.155141 |