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Umwelt - Plastikmüll in den Gewässern
Mikroplastik in Gewässern

Qualvoll verendete Meeresvögel mit einem Bauch voller Plastikmüll; Plastikansammlungen so gross wie Inseln: Bilder wie diese hat heute praktisch jeder schon gesehen. Doch es gibt auch Plastikteile, die von Auge kaum sichtbar sind - Mikroplastik. Die Gefahr, die diese winzigen Teile bergen, ist bis anhin kaum erforscht. Forscher der Empa haben nun die weltweit erste Risikoabschätzung für Mikroplastik in Seen und Flüssen durchgeführt. In Europa, so das Fazit der Studie, sind aquatische Organismen zurzeit (noch) nicht akut gefährdet.

So klein wie ein Staubkorn - doch von grosser globaler Tragweite. Das Wort Mikroplastik ist vielen ein Begriff, doch die Gefahren sind so gut wie unerforscht. In den letzten Jahren ist die Verschmutzung durch Plastik zu einer immer grösseren Belastung für die Umwelt herangewachsen. Unzählige Videos und Medienberichte machen auf dieses Problem aufmerksam. Während die Gefahren durch grosse Plastikteile für Tiere kaum zu übersehen sind, findet man über diejenigen von Mikroplastik bis anhin praktisch nichts. Doch was ist Mikroplastik überhaupt?

Phänomen Mikroplastik

Zu Mikroplastik zählen Kunststoffteile, die kleiner als fünf Millimeter sind. Dabei unterscheidet man zwei Arten von Mikroplastik:

Kunststoffgranulate, die als Ausgangsmaterial zur Herstellung von diversen Kunststoffprodukten, aber auch von Kosmetika und Haushaltsartikeln dienen (primärer Mikroplastik)
Kunststoffteile, die beim Zerfall grösserer Plastikteile in der Umwelt entstehen, z.B. durch Verwitterung oder mechanische Beanspruchung (sekundärer Mikroplastik).

Eine wichtige Quelle von sekundärem Mikroplastik sind Faserbruchstücke, welche beim Waschen von Kunststofftextilien ins Abwasser abgegeben werden.

Primärer Mikroplastik gelangt durch Reinigungsprozesse, etwa in Industriebetrieben, dem Hausputz oder beim Duschen, ins Abwasser. Obwohl nicht dafür konzipiert, sind Kläranlagen recht effizient darin, Mikroplastik aus dem Abwasser zu filtern. Trotzdem verteilen sich grosse Mengen an Mikroplastik in Gewässern und Böden überall auf der Welt - Tendenz steigend.

Keine Gefahr für Europa

Können diese Millimeter kleinen Partikel ein Problem für die Umwelt darstellen? Der Umweltwissenschaftler und Empa-Forscher Bernd Nowack setzt sich unter anderem mit der Umweltbelastung durch Mikroplastik auseinander. Zusammen mit Véronique Adam hat Nowack nun die weltweit erste Risikoabschätzung für in Süsswasser lebende Fische und andere Wasserorganismen durchgeführt. Dazu haben sie die Ergebnisse aus unzähligen Studien verglichen und ausgewertet. Um herauszufinden, ob ein Risiko für die Umwelt besteht, haben die Empa-Forscher eine Methode angewendet, welche für die Abschätzung von Umweltrisiken durch Chemikalien etabliert ist. Sie verglichen real gemessene Belastungen von Gewässern durch Mikroplastik mit Schwellenwerten für die möglichen toxischen Effekte bei verschiedenen Organismen. Überschneiden sich Belastungen und Schwellenwerte, besteht tatsächlich ein Umweltrisiko.

Ergebnis: In Europa besteht momentan keine Gefahr für die Umwelt, da die tatsächlich gemessenen Konzentrationen an Mikroplastik in den bis jetzt untersuchten Gewässern deutlich unter den Schwellenwerten liegen. Bekanntlich ist jedoch besonders Asien vom Plastikproblem betroffen. Nowack und Adam fanden in den Daten aus Asien dann auch eine Überschneidung der Belastungen und der Schwellenwerte , wenn diese auch äusserst klein ist.

Kläranlagen zum Schutz

Wie diese beiden Beispiele zeigen, fanden die Forscher Unterschiede zwischen den verschiedenen Weltregionen bezüglich Verschmutzung durch Mikroplastik und des daraus resultierenden Risikos für die Umwelt. Vor allem in Regionen, die kein oder ein nur begrenzt funktionierendes Abwassereinigungssystem haben, können höhere Umweltkonzentrationen auftreten. Dies, da gut funktionierende Kläranlagen besonders wichtig sind für den «Schutz» der Umwelt vor Mikroplastik.

Nowacks Fazit: «Zurzeit besteht kein Hinweis, dass Mikroplastik in Europa ein Risiko für die Umwelt darstellt.» Allerdings seien weitere Untersuchungen nötig, um negative Folgen definitiv ausschliessen zu können, da die Datengrundlage insgesamt noch recht spärlich ist, vor allem auch, was lokale Hotspots von Mikroplastik in der Umwelt angeht. So empfiehlt er etwa kontrollierte Studien mit Standardmethoden und vollständiger Charakterisierung der Partikel. Seine eigene Forschungsgruppe «Environmental Risk Assessment and Management» in der Empa-Abteilung «Technologie und Gesellschaft» in St. Gallen wird das Thema jedenfalls weiterverfolgen. Geplant sind ähnliche Risikobewertungen für Mikroplastik in Böden und eine Studie für die Weltmeere. Auch die Quantifizierung der Mikroplastikflüsse in die Umwelt oder die Untersuchung der Bildung von Mikroplastik beim Waschen und Verwittern sind aktuelle Forschungsprojekte.

Forschungs- und Massnahmenbereiche für die Zukunft

Die Berechnungen der Empa ermöglichen es, künftige Forschungs- und Massnahmenbereiche zu identifizieren. Insbesondere die Plastikbelastung der Böden sollte intensiver erforscht werden. Je nach Kunststoff bestehen unterschiedliche Handlungsmöglichkeiten: Konsumentinnen und Konsumenten müssen noch stärker dafür sensibilisiert werden, dass Wegwerfverpackungen in den Abfall gehören. Verbesserte Reinigungsmassnahmen, beispielsweise entlang von Strassen, verhindern die Belastung der Umwelt mit weggeworfenem Abfall. In der Landwirtschaft ist der Eintrag von Kunststoffen in die Böden zu reduzieren. In der Abfall- und der Bauwirtschaft sollen Unternehmen zum Thema Plastikverschmutzung sensibilisiert werden. Und auf politischer Ebene fordern gleich mehrere Vorstösse Massnahmen im Bereich Kunststoffe. Das BAFU prüft derzeit weitere Schritte zur Reduktion der Umweltbelastung durch Plastik.

Originalarbeit

D Kawecki, B Nowack; Polymer-Specific Modeling of the Environmental Emissions of Seven Commodity Plastics As Macro- and Microplastics; Environ Sci Technol (2019); doi: 10.1021/acs.est.9b02900

Quelle: TextEidg. Materialprüfungsanstalt Empa, 13. Mai 2019
Mikroplastik
Mikroplastik werden Plastikpartikel, -fasern, -pellets und andere Kunststofffragmente bezeichnet, die in Länge, Breite oder Durchmesser im Bereich von wenigen Mikrometern - der tausendste Teil eines Millimeter - bis unter fünf Millimeter liegen.
Kunststoffgranulate, die als Ausgangsmaterial zur Herstellung von diversen Kunststoffprodukten, aber auch von Kosmetika und Haushaltsartikeln dienen (primärer Mikroplastik)
Kunststoffteile, die beim Zerfall grösserer Plastikteile in der Umwelt entstehen, z.B. durch Verwitterung oder mechanische Beanspruchung (sekundärer Mikroplastik). Quelle: empa 2019
Kunststoffgranulate, die als Ausgangsmaterial zur Herstellung von diversen Kunststoffprodukten, aber auch von Kosmetika und Haushaltsartikeln dienen (primärer Mikroplastik)
Kunststoffteile, die beim Zerfall grösserer Plastikteile in der Umwelt entstehen, z.B. durch Verwitterung oder mechanische Beanspruchung (sekundärer Mikroplastik). Quelle: empa 2019
Makroplastik
Makroplastik werden Plastikpartikel und andere Kunststofffragmente bezeichnet, die in Länge, Breite oder Durchmesser grösser als fünf Millimeter sind.
Makroplastik (Partikel grösser als 5 mm sowie Kunststoffabfälle) gelangt vor allem durch Littering und falsch entsorgte Kunststoffprodukte in die Umwelt. Die unsachgemässe Entsorgung von Kunststoffverpackungen und Plastiksäcken im Grüngut ist beispielsweise eine wichtige Quelle von Kunststoffen in den Böden. Wird Makroplastik nicht entfernt, zersetzt es sich nach und nach zu Mikroplastik. Daneben gelangen Kunststoffe mit dem Regenwasser und über die Luft in Böden und Gewässer - oder mit unbehandeltem Abwasser in Flüsse und Bäche. Dank der Abfallentsorgung und der Reinigung des öffentlichen Raums, der Strassenentwässerung und Abwasserbehandlung lassen sich bedeutende Mengen an Kunststoffen zurückhalten. Gemäss aktuellem Wissensstand gelangen viel mehr Kunststoffe auf und in die Böden als in die Gewässer. Quelle: BAFU 2020
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Böden in Schweizer Naturschutzgebieten enthalten 2018
beträchtliche Mengen Mikroplastik
Plastik in Schweizer Gewässern 10 Fakten 2018

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Empa
Verein STOPPP Stop Plastic Pollution Switzerland
European Environment Agency EEA engl.
Europäische Umweltagentur EUA dt.
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