Umweltbelastung mit Kunststoffen Wo die kleinen Teilchen wohnen – Mikroplastik in der Antarktis

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Vom Äquator bis zum Südpol – keine Region der Erde ist heute unberührt vom Einfluss des Menschen. So finden sich etwa winzige Plastikteilchen selbst in Gebieten der Antarktis. Wie Forscher nun zeigen, gibt es dort sogar deutlich mehr Mikroplastik als bisherige Untersuchungen erfasst haben.

Es ist nicht die erste Untersuchung zu Mikroplastik in der Antarktis, die Forschende der Universität Basel und des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) durchführten. Die Auswertung der Daten einer Expedition vom Frühjahr 2021 zeigt nun, dass die Umweltbelastung durch die winzigen Kunststoffteilchen im besonders abgelegenen Weddellmeer größer ist, als bisher bekannt war. Die insgesamt 17 Meerwasserproben zeigen allesamt eine höhere Konzentration an Mikroplastik als in früheren Studien. „Grund dafür ist die Art der Beprobung, die wir durchgeführt haben“, sagt Clara Leistenschneider, Doktorandin am Departement Umweltwissenschaften der Universität Basel und Erstautorin der Studie.

Bisher ging den Forschern viel durchs Netz

Im Fokus der aktuellen Untersuchung standen Kunststoffpartikel zwischen 11 und 500 Mikrometern. Die Forschenden erfassten sie, indem sie Wasser in Tanks pumpten, dieses filtrierten und es später mittels Infrarotspektroskopie analysierten. Frühere Untersuchungen in der Region hatten Mikroplastikpartikel meist mit feinen Netzen aus dem Meer gefischt. Diese hatten Maschenweiten von ca. 300 Mikrometern, kleinere Partikel blieben in den verwendeten Planktonnetzen gar nicht hängen.

Das Ergebnis der neuen Studie: 98,3 Prozent der vorhandenen Kunststoffteile waren kleiner als 300 Mikrometer, wurden also in bisherigen Beprobungen gar nicht erfasst. „Die Verschmutzung im Südpolarmeer geht weit über das hinaus, was in früheren Studien berichtet wurde“, sagt Erstautorin Leistenschneider.

Transport und Anreicherung von Mikro- und Nanoplastik

Arktisches Eis – ein Schwamm für Nanoplastik?

Strömungseffekte müssen stärker berücksichtigt werden

Die einzelnen Proben waren unterschiedlich stark verschmutzt. Die Offshore-Proben, die nördlich des Kontinentalhangs und der Antarktischen Hangströmung entnommen wurden, wiesen die höchste Konzentration an Mikroplastik auf. Weshalb das so ist, lässt sich nicht mit Sicherheit sagen. Möglicherweise bindet das Eis, das sich eher in Küstennähe bildet, die winzigen Plastikteilchen. Diese gelangen erst wieder ins Wasser, wenn das Eis schmilzt. Es könnte aber auch sein, dass Meeresströmungen eine Rolle spielen. „Sie könnten wie eine Barriere wirken und den Wasseraustausch zwischen Norden und Süden verringern“, erklärt Gunnar Gerdts vom AWI auf Helgoland.

Die Meeresströmungen sind in ihrem Forschungsgebiet ohnehin ein wichtiger Faktor, zu dem es noch viele offene Fragen gibt. Bisher haben die Forschenden nur Wasserproben von der Meeresoberfläche untersucht, nicht aber aus tieferen Lagen. Das ist vor allem dem Umstand geschuldet, dass auf den Schiffsexpeditionen wenig Zeit für die Probenahme zur Verfügung steht und die Pumpleistung der Geräte dafür nicht hoch genug ist. „Es wäre jedoch aufschlussreich, auch solche Daten auszuwerten, da die Tiefenströmungen sich stark von den Oberflächenströmungen unterscheiden, sagt Leistenschneider. Durch Änderungen in Salzgehalt und Temperatur des Meerwassers (thermohaline Zirkulation) komme es zum Austausch mit Wassermassen aus nördlichen Regionen, was bisher bei der Beprobung kaum berücksichtigt wurde.

Unklar ist bisher auch, wie das Mikroplastik überhaupt ins Weddellmeer gelangt und ob es je wieder aus dem Gebiet wegkommt. Letzteres könnte der starke antarktische Zirkumpolarstrom verhindern, der bei etwa 60° Süd rund um das Südpolarmeer fließt. Woher das Mikroplastik stammt, lässt sich laut der Umweltwissenschaftlerin nicht abschließend sagen. Mögliche Quellen sind die Schifffahrt in der Region, sowohl im Tourismus, für die Fischerei als auch zu Forschungszwecken, sowie die Forschungsstationen an Land. Das Mikroplastik könnte aber auch über Meeresströmungen oder atmosphärischen Transport aus anderen Regionen in die Antarktis gelangen.

Sensibilisierung dank Forschung

Leistenschneider konzentriert sich als Nächstes darauf, die Sedimentproben auszuwerten, die sie während der Expedition genommen hat. Das soll Aufschluss darüber geben, wie sich Mikroplastik auf dem Meeresgrund ansammelt, der einzigartige und sensible Organismen beherbergt sowie Brutstätte Antarktischer Eisfische ist.

Mit dem zunehmenden Tourismus im südlichen Polarmeer dürfte die Belastung in der Region künftig eher noch steigen und damit auch der Eintrag in die Umwelt und in den Nahrungskreislauf. Dennoch ist Leistenschneider vorsichtig optimistisch: „Die Forschung zum Thema hat das Bewusstsein für die Probleme, die durch Mikroplastik für die Umwelt und alle Lebewesen entstehen, in den letzten Jahren deutlich gesteigert.“ Es gebe zwar keine allumfassende Lösung, aber weltweit arbeiten verschiedene Akteure intensiv daran, das Problem besser zu verstehen und Ideen zu entwickeln, um die Plastikverschmutzung zu reduzieren. „Zudem kann ein umweltbewusstes Verhalten jedes Einzelnen positive Veränderungen herbeiführen.“

Originalpublikation: Clara Leistenschneider et al.: Unveiling High Concentrations of Small Microplastics (11–500 μm) in Surface Water Samples from the Southern Weddell Sea off Antarctica, Science of the Total Environment, Volume 927, 1 June 2024; DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.172124

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