Mikroplastik ist nicht gleich Mikroplastik

Eine Studie des SFB 1357 Mikroplastik an der Universität Bayreuth widerlegt die Annahme, dass alle Partikel ähnliche Transporteigenschaften besitzen. Die Forschenden zeigten, dass sich Fragmente und Fasern in Gewässern je nach Form grundlegend unterschiedlich verhalten. Diese Erkenntnis korrigiert die bisherige Einschätzung zur Exposition von Lebewesen und liefert damit eine neue, präzisere Basis für die Risikobewertung der Umweltbelastung.

Formfaktor Fluss: Mikroplastik-Risiken neu bewertet

Das Eindringen von Mikroplastik in aquatische Systeme bedroht die Wasserqualität, Biodiversität und potenziell die menschliche Gesundheit. Da bisherige Studien primär Ozeane sowie kugelförmige Partikel untersuchten, blieb das Verhalten der in der Umwelt dominierenden Fragmente und Fasern in Flüssen weitgehend ungeklärt. Die aktuelle Studie schließt diese Lücke und analysiert, wie die Form den Verbleib von Mikroplastik beeinflusst. Dies ist entscheidend für eine präzise Risikobewertung, da die physikalische Form maßgeblich bestimmt, an welchen Stellen im Ökosystem Organismen mit den Partikeln in Kontakt kommen. Um den Prozess besser zu verstehen, hilft ein Blick auf die physikalischen Unterschiede: Während Kugeln gleichmäßig absinken, neigen Fasern und unregelmäßige Fragmente zu komplexeren Bewegungen wie Taumeln oder Verfangen.

Realitätsnahe Simulation von Flussströmungen

Das Team um Marco La Capra untersuchte das unterschiedliche Verhalten naturnaher Fragmente und Fasern im Vergleich zu den in Studien oft verwendeten Standard-Kügelchen. Dafür rekonstruierten die Forschenden natürliche Flussbedingungen in einer speziellen Fließrinne. In diesem transparenten, mit Sediment gefüllten Kanal ermöglicht ein präzises Pumpsystem die exakte Steuerung der Strömungsstärke, um den Transport der Partikel unter kontrollierten Laborbedingungen realitätsgetreu zu beobachten.

„Im Versuchsaufbau haben wir verschiedenförmiges Mikroplastik in variierenden Fließgeschwindigkeiten und mit verschiedenen Sedimentbett-Zusammensetzungen untersucht. Damit konnten wir ein breites Spektrum fluvialer Lebensräume nachahmen – von reißenden Gebirgsbächen bis zu Tieflandflüssen. So konnten wir mit unseren Messinstrumenten die komplexen Zusammenhänge von hydrodynamischen Kräften, Partikelauftrieb und Turbulenzen erfassen“, sagt La Capra.

„Die Studie zeigt eindeutig, dass sich Fasern – die einen erheblichen Anteil des in aquatischen Umgebungen vorkommenden Mikroplastiks ausmachen – in ihrem Verhalten von anderen Partikelformen unterscheiden, ein Aspekt, den wir erst beginnen zu verstehen“, so Dr. Sven Frei.

Sediment-Interaktion: Form bestimmt die Verweildauer

Die Studienergebnisse belegen, dass die Oberflächenbeschaffenheit das Verhalten von Mikroplastik am Sediment grundlegend beeinflusst. Während kugelförmige Partikel kaum interagieren und direkt weitertransportiert werden, dringen Fragmente tief ins Sediment ein – abhängig von dessen Beschaffenheit. Fasern hingegen verankern sich an der Oberfläche, bis sie bei starken Strömungen, etwa bei Hochwasser, massenhaft freigesetzt werden. Diese Erkenntnisse erfordern eine Neubewertung bisheriger Belastungsprognosen, da herkömmliche Labormodelle die tatsächliche Akkumulation und Freisetzung in der Umwelt unterschätzen.

„Durch die Ergebnisse der Studie zeigt sich, dass Mikroplastik nicht als homogene Stoffgruppe betrachtet werden kann, sondern durch ihre extrem vielseitigen Eigenschaften und Beschaffenheiten immer im Einzelfall untersucht werden muss, was die Komplexität der Forschung und die noch vielen offenen, aber dringenden Fragen, gerade in Hinsicht auf Gefahren für Mensch, Natur und Umwelt verdeutlicht“ stellt Prof. Dr. Laforsch klar.

Quelle

Universität Bayreuth (02/2026)