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Artikelserie Mikroplastik

Eine Frage, viele Meinungen: Mikroplastik, was ist das?

| Autor / Redakteur: Dr. Katrin Schuhen* / Dr. Ilka Ottleben

Auf der Grundlage der vorliegenden Studien ist die Charakterisierung von Mikroplastik in Gewässern noch nicht abgeschlossen – eine der verbleibenden Herausforderungen, weil sie leicht mit organischen oder anderen Arten von Materie verwechselt werden können. Infolgedessen besteht die dringende Notwendigkeit, Pfade für die chemische Identifizierung von Mikroplastikpartikeln festzulegen sowie neuste Techniken und Instrumente für die Mikroplastik-Charakterisierung (Raman- und Fouriertransformations-Infrarotspektroskopie sowie -Mikroskopie, Pyrolyse und thermische Desorptionsgaschromatographie, Bildgebungstechniken usw.) zu beleuchten.

Primär, sekundär, oder?

Mikroplastikpartikel werden häufig in zwei Kategorien eingeteilt: primäres und sekundäres Mikroplastik. Primäres Mikroplastik (micro beads) ist solches, das bereits mit einer Partikelgröße im Mikrobereich hergestellt wurde, einschließlich der Mikrokugeln (Peelingzusätze, Partikel <500 μm), die in einigen Kosmetikprodukten enthalten sind [14]. Auch Mischungen, die zum Sandstrahlen/Kugelstrahlen verwendet werden, enthalten Mikroplastik. Pharmazeutika stellen Mikroplastik-Vektoren dar, denn auch hier werden die kleinen Partikel zugesetzt und im 3D-Druck kommen ebenfalls Mikroplastik-Partikel zum Einsatz [15]. Unter dem Begriff sekundäres Mikroplastik sind die Abbauprodukte größerer Kunststoffmaterialien auf mechanischen oder photooxidativen Wegen zusammengefasst.

Jedes Jahr gelangen schätzungsweise 1,5 Millionen Tonnen Primär-Mikroplastik ins Wasser. Mit Ausnahme der EU ist der Anteil der Kunststoffabfälle, die in Gewässer gelangen und folglich sekundäre Abfälle bilden können, in fast allen Ländern höher [16].

Darüber hinaus können die Abfälle aber auch nach ihrer Form eingeteilt werden, üblicherweise in Fasern, Fragmente und Kügelchen. Eine weitere Einteilung kann auf Basis ihrer chemischen Zusammensetzung erfolgen, z.B. Polyethylen (PE), PE mit niedriger Dichte (LDPE), PE-Terephthalat (PET), Polyacrylate (PA) usw. [15].

Mikroplastik lässt sich untergliedern, nach

  • Eigenschaften,
  • Materialklassen,
  • Polymertypen,
  • Partikelgrößen (über sechs Größenordnungen),
  • Formen (von Kugeln bis Fasern) und
  • chemischen Formulierungen (über Tausende verschiedener Typen [17]).

Problem: Quantifizierung von Mikroplastik

Heutzutage ist Mikroplastik in fast allen aquatischen Lebensräumen des Planeten, von der offenen See bis zu tiefen Ozeanen, Flüssen, Seen, der Wassersäule und Sedimenten, bereits allgegenwärtig [16] [18]. Die pessimistischsten Vorhersagen über die Entwicklung der Mikroplastikmengen im aquatischen Ökosystem prognostizieren, dass ihre Menge die der Fische bis 2050 übersteigt [19].

Es wurde im Labor als auch in der Natur nachgewiesen, dass Tiere Mikroplastik aufnehmen können [20]. Die Auswirkungen sind noch weitgehend unbekannt, werden jedoch zunehmend wissenschaftlich untersucht, da vermutet wird, dass die Mikroplastik-Belastung in Zukunft schnell zunimmt [21].

Eine der Lücken, die fast überall gemeldet wird, ist jedoch die Schwierigkeit, die Verteilung zu bestimmen und die Menge des Mikroplastiks in Gewässern zu quantifizieren [22]. Dies wird v.a. auf das Fehlen geeigneter und harmonisierter Probenahme- und Analysemethoden zurückgeführt.

Diese wachsende Besorgnis geht einher mit dem Anstieg der Produktion im Zusammenhang mit dem stetigen Nachfragewachstum, das im Jahr 2015 in Europa 49 Millionen Tonnen und in der Welt 322 Millionen Tonnen erreichte [19].

Ausblick

Der dritte Teil dieser Artikelserie wird das Thema Detektion von Mikroplastik genauer beleuchten und den aktuellen Stand der Technik in diesem Bereich zusammenfassen.

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