Marine Mikro- und Nanoplastik

Weltweit wurden bisher mehr als 11 Milliarden Tonnen Kunststoffe produziert - 481 Millionen Tonnen davon allein im Jahr 2022. Ein Teil dieses Materials landet letztendlich in der Umwelt, z. B. durch Vermüllung, falsche Abfallentsorgung oder unzureichende Abwasserbehandlung. Neben dem großen Plastikmüll, der seit mehr als 50 Jahren in den Ozeanen zu beobachten ist, gibt es noch eine andere, weniger sichtbare Seite der Kunststoffverschmutzung: Mikro- und Nanoplastik sind Kunststoffpartikel von weniger als 1 mm bzw. sogar 0,001 mm Größe. Einige dieser Partikel wurden bereits in dieser Endform hergestellt, z. B. als Bestandteile von Kosmetikprodukten. Andere entstehen durch die Zersplitterung größerer Kunststoffteile während des Gebrauchs oder direkt in der Umwelt, z. B. durch Sonnenlicht und Wellenschlag. Es wurde festgestellt, dass Mikroplastik in der Umwelt allgegenwärtig ist. Es wurde sogar in entlegenen Lebensräumen mit minimalem menschlichen Einfluss, z. B. in Tiefseesedimenten, nachgewiesen.

In den letzten Jahren wurden die Forschungsanstrengungen zu Emissionen, Transport und Verbleib von Plastikpartikeln in der Umwelt sowie zu ihren möglichen Auswirkungen auf Organismen, Ökosysteme und Menschen intensiviert. Dennoch bleiben viele Fragen offen. So sind beispielsweise Flüsse ein wichtiger Weg für das Eindringen von Plastikmüll in die Meeresumwelt. Dennoch schwanken die Schätzungen für den jährlichen Eintrag von Kunststoffen in die Ozeane zwischen 0,055 und 12,7 Mio. Tonnen pro Jahr, wie verschiedene Studien zeigen. Weitere Wissenslücken bestehen noch in Bezug auf das Zusammenspiel zwischen Kunststoffpartikeln und den natürlichen biogeochemischen Kreisläufen in den Ozeanen.

In der Gruppe von Prof. Dr. Anja Engel am GEOMAR arbeiten wir kontinuierlich an der Beantwortung einiger dieser Fragen, meist in Zusammenarbeit mit anderen Partnerinstitutionen.

Im Rahmen des FACTS-Projekt (2020-2023) haben wir den vertikalen Transport von Mikroplastik im Ozean untersucht. So wurden beispielsweise mit Hilfe von Sedimentfallen und einem Marine Snow Catcher Proben aus verschiedenen Wassertiefen genommen. Außerdem wurden die Wechselwirkungen von Mikroplastik mit natürlichen Meerespartikeln in Laborexperimenten untersucht. Abgesetzte organische Partikel und Aggregate sind ein wesentlicher Bestandteil des marinen Kohlenstoffkreislaufs, da sie gebundenes CO2 in die Tiefsee transportieren. 

Das Projekt LabPlas (2021-2025) zielt auf ein besseres Verständnis der Quellen, des Transports und der Umweltauswirkungen von Plastikverschmutzungen aus den Flüssen ins Meer ab. Im Rahmen von LABPLAS haben wir an verschiedenen Feldkampagnen teilgenommen, z.B. zur Untersuchung der deutschen Flüsse als potenzielle Quellen von Mikroplastik im Meer. 

Das PlastTrack-Projekt (2023-2026) ist eine deutsch-dänische Zusammenarbeit und wird durch das Interreg-Programm finanziert. Es konzentriert sich auf die Charakterisierung der Verteilung von Plastikmüll in der westlichen Ostsee. Insbesondere zielt es auf die Entwicklung neuer Methoden ab, um nicht nur Mikroplastik aus der Umwelt, sondern auch Nanoplastik zu beproben und zu analysieren - was zusätzliche Herausforderungen mit sich bringt.