Das Forschungsschiff Sonne war auf Expedition im Indischen Ozean. Mit an Bord: Messausrüstung für Mikroplastik.

Bild: Fadi El Gareb, Helmholtz-Zentrum Hereon

Neues Verfahren zur Gewässeranalyse Hohe Mikroplastikmengen im Indischen Ozean gefunden

16.06.2022

Forschende des Helmholtz-Zentrums Hereon haben eine unerwartet hohe Mikroplastikbelastung im Indischen Ozean entdeckt. Über eine Meerenge könnte ein Großteil der gefundenen Abfälle in das Gewässer gelangt sein. Zur Analyse nutzten die Forscher ein neu entwickeltes Verfahren.

Das Hereon-Institut für Umweltchemie des Küstenraumes erforscht Vorkommen, Größe und chemische Zusammensetzung von Mikroplastik in der Umwelt sowie dessen Wechselwirkungen mit anderen Schadstoffen. Eine nun stark verbesserte Analyse der Partikel hat das Zentrum mit einem neuartigen Verfahren erreicht, dem Laser Direct Infrared (LDIR) Chemical Imaging. In Kombination mit einem ebenfalls neuen Probenvorbereitungsprotokoll kam es bei Mikroplastikmessungen im Indischen Ozean zum Einsatz.

Die chemische Charakterisierung der Mikroplastikpartikel geschieht dabei anhand ihrer Absorption von infrarotem Licht. Dr. Lars Hildebrandt, einer der beiden Erstautoren der neuen Studie, erklärt: „Das Gerät, das einen sogenannten Quantenkaskadenlaser nutzt, stellte im Rahmen dieser Studie seine Vorzüge bei der Analyse von Mikroplastikpartikeln in Umweltproben unter Beweis. Es ist schnell und automatisierbar, was für ein zukünftiges Standardverfahren wichtig ist.“

Mikroplastik-Hotspot Indischer Ozean

Im Untersuchungsgebiet wurden in oberflächennahen Wasserschichten des Indischen Ozeans im Durchschnitt 50 Mikroplastikpartikel und -fasern pro Kubikmeter Wasser gefunden. Für den offenen Ozean ist das unerwartet hoch. Die am häufigsten vorkommenden Kunststofftypen waren Lackpartikel (49 Prozent), die vermutlich aus dem Abrieb von Schiffsanstrichen stammen, gefolgt von Polyethylenterephthalat (PET) mit 25 Prozent.

PET wird unter anderem in synthetischer Kleidung als Polyester-Mikrofasern und für die Produktion von Getränkeflaschen verwendet. Potenziell gelangt es durch das Waschen von Kleidung in die Umwelt. Mikroplastikpartikel können ebenfalls bei der Zerkleinerung von PET-Flaschen entstehen, zum Beispiel durch mechanische Beanspruchung oder Sonnenstrahlung.

Fadi El Gareb, Co-Erstautor der Studie, sagt: „Unsere Ergebnisse zeigen, dass viele Mikroplastikpartikel wie Polypropylen, Polystyrol und Polyethylen auf ihrem Weg von Quellen an Land in den offenen Ozean zerkleinert wurden, wodurch sie noch leichter durch Lebewesen mit der Nahrung aufgenommen werden können. Durch die Sunda-Straße, eine Meerenge zwischen Sumatra und Java, gelangt möglicherweise ein Großteil der gefundenen Plastikabfälle in den Indischen Ozean und macht diesen zu einem Hotspot in Bezug auf die Mikroplastikbelastung.“

Andere Ozeane im Blick

Ein erheblicher Teil der weltweiten Plastikabfälle landet als Exportgut in angrenzenden Ländern des Indischen Ozeans. Nach einer modellbasierten Schätzung aus dem Jahr 2017 werden aufgrund eines wenig wirksamen Abfallmanagements aus China und dem Indonesischen Archipel jährlich insgesamt fünf Millionen Tonnen Plastikmüll in die marine Umwelt eingetragen.

In weiteren Untersuchungen möchten die Autoren vom Hereon-Institut nun auch Mikroplastikkonzentrationen anderer Ozeane mit der neuen Analysemethode untersuchen. Dr. Tristan Zimmermann, der im Rahmen einer anderen Studie bereits Teile des Nordatlantiks beprobte, sagt: „Wir werden noch in diesem August während einer Ausfahrt mit dem Forschungsschiff Maria S. Merian arktische Gewässer vor der Ostküste Grönlands beproben. Hier ist die Datengrundlage bezüglich Mikroplastikpartikeln noch sehr unzureichend.“ Mit den Untersuchungen lässt sich dann eventuell die Frage klären, ob die Belastung durch Mikroplastik auch in abgelegenen Regionen bereits messbar und damit möglicherweise stärker ist als gedacht.

Bildergalerie

  • Mithilfe der Filtrationseinheit ließen sich Mikroplastikpartikel noch exakter analysieren.

    Bild: Fadi El Gareb, Helmholtz-Zentrum Hereon

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