Die Gefahr von Mikroplastik für Umwelt und Gesundheit hat in den letzten Jahren stark an Bedeutung gewonnen, da es über Haushaltsabwässer und Niederschlagswässer von befestigten Flächen in den Wasserkreislauf gelangt. Eine gemeinsame Untersuchung von Teams der TU Graz und der TU Wien in Zusammenarbeit mit dem Umweltbundesamt belegt nun die besondere Bedeutung von Kläranlagen. Sie halten über 95 Prozent des bestimmbaren Mikroplastiks zurück. Für diese Studie entwickelten die Forschenden zudem eine standardisierte und praxistaugliche Methode zur Bestimmung von Mikroplastik im Zu- und Ablauf von Kläranlagen.
Probenentnahme als potenzielle Fehlerquelle
„Mittlerweile gibt es viele Studien zu Mikroplastik mit einer breiten Palette an Erkenntnissen und Ergebnissen“, sagt Helmut Rechberger von der TU Wien. „Weil es aber nach wie vor keine standardisierte Methode für die Gesamtanalytik gibt, sind die Resultate nur schwer miteinander vergleichbar. Mit der von uns entwickelten Analysemethodik lassen sich nun vergleichbare Ergebnisse erzielen.“
Das Team der TU Graz führt, die Untersuchungen hauptsächlich an der Kläranlage der Stadt Graz und mit deren Unterstützung durch. Dabe konzentrierte es sich auf die repräsentative Probenentnahme und die Gewinnung der Feststoffproben, da dieser Vorgang eine der größten potenziellen Fehlerquellen darstellt. Dies liegt daran, dass Mikroplastikpartikel im Abwasserstrom aufgrund ihrer starken Unterschiede in Größe, Dichte und Verhalten im Wasser sehr inhomogen verteilt sind – sie können auf der Oberfläche schwimmen, am Boden treiben oder sich irgendwo dazwischen befinden. Um eine repräsentative Messung zu gewährleisten, waren großvolumige 24-Stunden-Mischproben erforderlich, deren Menge das im Tagesverlauf unterschiedlich hohe Aufkommen der Abwassermengen berücksichtigte: 100 Liter im Zulauf und 1000 Liter im Ablauf.
Turbulenzen gesucht
Das Team der TU Graz sorgte für eine repräsentative Probenentnahme. Es suchte in der Kläranlage Graz gezielt turbulente Bereiche und entnahm dort über 28 Tage Proben , die zur Vermeidung von Verunreinigungen in Edelstahlbehältern gesammelt wurden. Da die Probenentnahme nicht über die gesamte Abflusstiefe erfolgen kann, ermittelte die Forschungsgruppe in Vorversuchen den idealen Ansaugpunkt. Diese Vorgehensweise wurde abschließend durch weitere Untersuchungen in der Kläranlage Wiener Neustadt validiert.
Im Gegensatz dazu konzentrierte sich das Team der TU Wien hauptsächlich auf die Feststoffabtrennung, die Probenaufbereitung und eine der beiden verwendeten Analysen zur Mikroplastikbestimmung. Hierfür entwickelten sie ein Discfiltersystem. Das ermöglichte die sequenzielle Filtration von großen Probenvolumina (zuerst 20 μm, dann 10 μm Maschengröße). Das Umweltbundesamt ergänzte diese Arbeit durch eine zweite Analysemethode, die nicht nur die Masse, sondern auch die Art der Kunststoffe und deren Konzentrationen bestimmen kann.
Hoher Anteil von Reifenabrieb
„Für uns war spannend zu sehen, dass insbesondere Plastikpartikel von Reifenabrieb sehr stark im Zulauf zur Kläranlage zu finden waren“, sagt Günter Gruber. „Die gute Nachricht ist aber, dass wir im Zuge unserer Messungen herausgefunden haben, dass Kläranlagen eine wunderbare Senke für das Mikroplastik sind. Durch eine in Österreich ab 2033 verbindliche thermische Verwertung des Klärschlamms von Kläranlagen mit einer Ausbaugröße von größer 20.000 Einwohnerwerten, wird es dann praktisch unschädlich gemacht werden.“