Mikroplastik ist in die Meere gelangt und stellt ein großes Umweltproblem dar. Es handelt sich dabei um Kunststofffragmente mit einer Größe von weniger als fünf Millimetern, die aus der Zersplitterung größerer Objekte stammen oder in dieser Größe für den Einsatz im Haushalt und in der Industrie hergestellt werden. Seine Beständigkeit, seine geringe Größe und seine Fähigkeit, sich durch Wasser und Luft zu bewegen erklären, warum sie bereits von der Küste bis in die Tiefsee vorhanden sind.
Wir sprechen hier von einem globalen Problem von enormer Komplexität, das sich nicht mit einem bloßen Blick auf die Oberfläche lösen lässt: Durch die Zersetzung durch Sonne und Wellen werden die Kunststoffe in immer kleinere Stücke zerlegt.Mit bloßem Auge unsichtbar, können sie in Organismen eindringen, sich an Schadstoffe binden und ganze Ökosysteme durchdringen. Obwohl die wichtigsten Auswirkungen von Makroplastik (Verfangen, Ersticken, Verletzungen) gut bekannt sind, erfordert die Messung der Auswirkungen von Mikroplastik spezielle Techniken und eine Wissenschaft, die ihre Messinstrumente noch verfeinert.
Was genau ist das Problem?
Durch die ungezügelte Produktion und den ungezügelten Verbrauch von Kunststoffen sowie eine mangelhafte Abfallwirtschaft gelangen Millionen Tonnen davon in Flüsse, Abwasserkanäle und später ins Meer. Schätzungen zufolge gelangen jedes Jahr zwischen einigen Millionen und über zehn Millionen Tonnen ins Meer., und verschiedene Schätzungen sprechen von zig Billionen Mikroplastikpartikeln, die in den Gewässern unseres Planeten schwimmen.
Sobald diese Partikel in der Meeresumwelt sind, gelangen sie in das Nahrungsnetz. Plankton kann sie aufnehmen und, indem sie Platz in seinem Verdauungstrakt einnehmen, Unterernährung verursachen und die Verfügbarkeit von Nahrungsmitteln für höhere Ebenen verringernFiltrierende Weichtiere, Fische und sogar große Meeressäuger verwechseln Mikroplastik mit Nahrung oder atmen es über das Wasser ein. Die Folgen reichen von physischen Behinderungen bis hin zu subtileren, subletalen Auswirkungen.
Neben mechanischen Schäden fungiert Mikroplastik als Transportmittel für gefährliche Stoffe: Sie können Giftstoffe, Schwermetalle und Erdölderivate adsorbieren, pathogene Mikroorganismen transportieren und polymereigene Additive freisetzen. Diese Kombination von Risiken erschwert die Bewertung der Auswirkungen auf Organismen und die menschliche Gesundheit, die noch untersucht werden.
Woher sie kommen und warum sie das Meer erreichen
Experten unterscheiden zwei Hauptquellen: primäres und sekundäres Mikroplastik. Zu den wichtigsten zählen kosmetische Mikrokügelchen, Peelings oder industrielle Schleifmittel.Sekundärabwasser entsteht durch den Abbau größerer Produkte wie Verpackungen, Textilien oder Reifen. Bei jedem Waschgang gelangen synthetische Mikrofasern ins Abwasser, und durch den städtischen Verkehr entstehen Partikel, die vom Regen in die Gewässer und schließlich an die Küste getragen werden.
Die derzeitige Abfallwirtschaft ist nicht auf dem neuesten Stand. Weltweit wird nur ein Bruchteil des produzierten Kunststoffs recycelt, ein anderer Teil wird verbrannt und Der Großteil davon landet auf Mülldeponien oder wird in der Umwelt verteilt.Selbst eine Flasche, die in einen Mülleimer geworfen wird, kann durch Wind oder Sturm verstreut werden. Von schlecht abgedichteten Deponien oder Abwassersystemen gelangt der Müll über Flüsse ins Meer. Schätzungsweise 80 % des Meeresmülls stammen vom Land und 20 % aus maritimen Aktivitäten, darunter auch versehentliches oder absichtliches Abladen von Schiffen.
Das Ausmaß des Problems ist erschütternd: Internationale Berichte sprechen von 15 bis 51 Billionen Fragmenten in den Ozeanen, andere Schätzungen gehen sogar von bis zu 50 Billionen aus. Diese Zahlen übersteigen die Zahl der Sterne in der Milchstraße bei weitem., eine Metapher, die hilft, das Ausmaß zu verstehen, obwohl nicht der gesamte Kunststoff mit bloßem Auge sichtbar ist.
Klein, allgegenwärtig und schädlich
Das Überraschendste für jeden, der auf hoher See ein Boot betritt, ist, dass man nicht sieht kompakte „Inseln“ aus Müll. Was es vor allem gibt, ist eine verstreute Suppe aus Mikrofragmenten, konzentriert durch Strömungen in den subtropischen Wirbeln, ohne jedoch zusammenhängende Massen zu bilden. Große Objekte existieren und sind zwar problematisch, aber der winzige Bruchteil ist es, der die Wassersäule durchdringt und den Kontakt mit dem Meeresleben maximiert.
Studien mit Muscheln, Fischen und anderen Organismen zeigen, dass kleine Partikel Sie können an Kiemen haften bleiben, Filterorgane blockieren oder sich im Verdauungssystem festsetzen.Über die physische Blockade hinaus wurden im Zusammenhang mit der Exposition gegenüber mit Kunststoff in Zusammenhang stehenden Chemikalien Verhaltensänderungen, verringerte Fruchtbarkeit und Auswirkungen auf die Entwicklung der Nachkommen beobachtet.
Parallel dazu gibt es Hinweise darauf, dass wir uns regelmäßig dem Virus aussetzen: Menschen nimmt Mikroplastik über die Nahrung und die Luft auf oder atmet es einObwohl die Belege für die Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit immer mehr zunehmen, ist es sinnvoll, die Menge an Kunststoff, die in die Umwelt gelangt, und damit das potenzielle Risiko in der gesamten Nahrungskette zu reduzieren.
Wie man misst, was man nicht sehen kann
Die Quantifizierung von Mikroplastik ist technisch schwierig. Herkömmliche Netze können die kleinsten Partikel nicht einfangen: Unter 0,3 mm halten sie praktisch keine Partikel zurück, und Partikel im Bereich von etwa einem Hundertstel Millimeter erfordern sehr feine Filter und Laboranalysen. Zwischen 0,005 mm und 0,3 mm gibt es noch methodische Debatten und Identifizierungsprobleme.
Um die Natur des Polymers zu erkennen, ist die Infrarotspektroskopie (IR) entscheidend. Diese Technik „liest“ den chemischen Fingerabdruck des Kunststoffs und ermöglicht es uns beispielsweise zu unterscheiden, ob ein Fragment aus Polyethylen, Polystyrol oder kosmetischen Mikrokügelchen stammt, und es bestimmten Quellen zuzuordnen. Optische Mikroskopie hilft bei der Lokalisierung von Partikeln, aber ohne IR kann die Identifizierung mehrdeutig sein.
Im Feld werden kostengünstige Probenahmesysteme und Netzwerke oder Pumpen verwendet, die große Wassermengen filtern. Bei jüngsten ozeanografischen Projekten wurde die Probenentnahme auf 0,03 mm verfeinert., wodurch ein Fenster zu einem bisher übersehenen Teil geöffnet und höhere Konzentrationen als erwartet in entlegenen Gebieten der Erde aufgedeckt werden.
Was uns die neuesten Ozeandaten sagen
Während einer Weltumsegelung sammelten wissenschaftliche Teams an Bord von Rennyachten täglich Proben mithilfe eines Filtersystems für Partikel zwischen 0,03 und 5 mm. Das Ergebnis war eindeutig: Alle Proben enthielten Mikroplastik., mit Durchschnittswerten von Tausenden von Partikeln pro Kubikmeter und sehr hohen Spitzenwerten in der Nähe von Regionen wie Südafrika oder dem Rand des Ärmelkanals.
Mit diesen empfindlicheren Methoden wurden Durchschnittswerte nahe 4.800 Partikeln/m³ und Punktkonzentrationen von über 26.000 festgestellt. Europa weist mehrere „Hot Spots“ auf, darunter die Balearensee oder die Gewässer der Nordsee, was unterstreicht, dass die Verschmutzung nicht nur auf Entwicklungsregionen oder bestimmte städtische Gebiete beschränkt ist.
Neben der Anzahl ist auch die Art entscheidend: Im Durchschnitt handelte es sich bei 71 % der Kampagnen um Mikrofasern. winzige Fäden aus Polyester und anderen Textilpolymeren die durch Waschmaschinen, Trockner, alltägliche Kleidung, weggeworfene Textilien oder verlorene Fischereiausrüstung in die Umwelt gelangen.
Verteilung: nicht nur Oberfläche, sondern auch Tiefe
Die Vorstellung, dass Plastik „schwimmt“ und das Problem primär oberflächlich ist, ist überholt. Probennahmen an fast 2.000 Stationen in unterschiedlichen Tiefen haben gezeigt, dass Kleine Mikroplastikpartikel (1–100 μm) dominieren zahlenmäßig und sind homogener in der Wassersäule verteilt als große Fragmente, die dazu neigen, sich an der Oberfläche und am Boden anzusammeln.
Auf Kontinentalschelfen, näher an Emissionsquellen, wurden Mediane von etwa 500 Partikeln/m³ gemessen, etwa 30-mal höher als die hohe SeeIn Küstennähe nimmt die Konzentration rasch ab, wahrscheinlich aufgrund eines Absinkens, das durch biogeochemische Prozesse wie die Adhäsion von Kieselalgen oder die Ausfällung von Mineralien, die die Partikel beschweren, erleichtert wird.
Im offenen Meer wird die Ansammlung in ozeanischen Wirbeln bestätigt, mit Hunderten von Partikeln pro Kubikmeter Median und Stationen über 10.000, obwohl Dabei handelt es sich nicht um von der Seite sichtbare feste Massen.Der Begriff „Inseln“ kann irreführend sein: Was existiert, ist ein Mosaik aus kleinen, verstreuten und beständigen Teilen.
Noch auffälliger ist die vertikale Natur des Problems: In der Arktis wurden mehr als 2.500 Mikroplastikpartikel gemessen, und in 6.800 Metern Tiefe am Anfang des Marianengrabens gibt es erhebliche Konzentrationen. Schichten unterschiedlicher Dichte (Pyknoklinen) wirken als Fallen für bestimmte Größen, und unterhalb von 1.000 Metern, in der bathypelagischen Schicht, erneuert sich das Wasser über Jahrhunderte hinweg kaum, was diese Partikel zu sehr langfristigen Besuchern macht.
Kunststoffe und der Kohlenstoffkreislauf: ein beunruhigender Zusammenhang
Der Kohlenstoff im Plastik ist fossiliert und seine Spuren werden bereits im Meer nachgewiesen. Dutzende von Polymerformulierungen wurden identifiziert und sogar bis zu 5% des mit Kunststoffsignalen gemessenen Kohlenstoffs in einigen Bereichen, was uns zwingt, Ströme und Bilanzen zu überdenken.
Eine Schlüsselkomponente ist Meeresschnee, ein organisches Aggregat, das von der Oberfläche in die Tiefe fällt und Kohlendioxid aus dem atmosphärisch-ozeanischen System bindet. Wenn dieser „Schnee“ Mikroplastik enthält, verlangsamt sich der Abstieg.Das wahrscheinliche Ergebnis ist ein verringerter Kohlenstofffluss zum Meeresboden und damit eine Verringerung der Fähigkeit des Ozeans, den Klimawandel abzupuffern.
Es gibt noch einen weiteren Nebeneffekt: Plastik, ohne radiogenes Kohlenstoff-14, verändert das Isotopenverhältnis, das wir als natürliche Uhr verwenden Prozesse und Überreste zu datieren. Es wurden bereits Abweichungen von mehreren Jahrhunderten beobachtet, was Geochemikern und Archäologen zusätzliche Kopfschmerzen bereitet.
Wasseraufbereitung: Können wir Mikroplastik „einfangen“?
Konventionelle Reinigungssysteme halten einige, aber nicht alle zurück. Pilotversuche mit Membranbioreaktoren (MBRs) zeigen, dass Feine Membranen, die bis zu 0,2 μm filtern können, halten viel mehr zurück als herkömmliche SedimentationBei Feldversuchen konnte im behandelten Abwasser durch Analysen kein Mikroplastik bis zu einer Größe von 50 μm nachgewiesen werden, während zwischen 1 % und 5 % entkamen und etwa 80 % im Schlamm verblieben.
Dies wirft eine weitere Frage auf: In einigen Ländern wird mehr als die Hälfte dieses Schlamms als landwirtschaftlicher Dünger verwendet. Wenn eingeschlossenes Plastik wieder in den Boden gelangt, könnte es Bodenorganismen beeinträchtigen und erneut in den Wasserkreislauf gelangen., wodurch sich ein unerwünschter Kreis schließt, der von der Stadt aufs Land und zurück zum Meer führt.
Obwohl die MBR-Technologie vielversprechend ist, gibt es auch Hindernisse: Sie verbraucht mehr Energie und ist teurer als Absetzbecken, sodass ihre Anwendung oft auf Anlagen mit strengen Anforderungen oder begrenztem Platz beschränkt ist. Einige Regierungen betrachten es bereits als Teillösung für das Problem Mikroplastik.und warten auf vereinbarte Messstandards, die die Festlegung solider Regulierungsziele ermöglichen.
Governance und Standards: Die internationalen Schachzüge
Die Regierungen haben mit der Versorgung begonnen: Mehrere Länder haben den Verkauf von Kosmetika mit Mikrokügelchen verboten, und die Vereinten Nationen fordern, Maßnahmen zur Verhinderung des Eintrags von Meeresmüll und Mikroplastik ins Meer zu priorisieren. Parallel dazu verhandeln Vertreter der Mitgliedstaaten über ein spezielles internationales Instrument zur Plastikverschmutzung, und es gibt Reinigungsprojekte wie Die Ozean-Reinigung.
Die Debatte wird nicht in zwei Nachrichtensendungen abgeschlossen sein. Die Wissenschaft arbeitet noch immer an vergleichbaren Messgrößen auf globaler Ebene, und Eine umfassende Regulierung der Kunststoff-Wertschöpfungskette wird Zeit brauchenDennoch zählt jeder Schritt: Die Reduzierung der Produktion von Einwegkunststoffen, die Verbesserung des Designs für einfacheres Recycling und die Beseitigung von Lecks in Managementsystemen sind Säulen, die sofort umgesetzt werden können.
Kollaborative Wissenschaft: Netzwerke, Methoden und Daten
In Lateinamerika und der Karibik arbeiten Initiativen wie REMARCO daran, Diagnostizieren Sie die Auswirkungen von Mikroplastik auf Meeresökosysteme und setzen Sie wissenschaftliche Erkenntnisse in öffentliche Politik um im Einklang mit den Zielen für nachhaltige Entwicklung, mit Schwerpunkt auf SDG 14 (Leben unter Wasser).
Ihr Ansatz kombiniert kostengünstige Probenahme, Mikroskopie und Infrarotspektroskopie, um Polymere und Quellen zu identifizieren. Auch die Protokolle für die Probenahme, Analyse und den Austausch der Ergebnisse wurden harmonisiert., indem bestehende Labore in mehreren Ländern genutzt und Kriterien zum Vergleich von Regionen vereinheitlicht werden.
Wissensmanagement ist ein weiteres wichtiges Standbein: Webdatenplattformen ermöglichen Behörden den Zugriff auf die generierten Informationen und Entscheidungen auf der Grundlage von Beweisen zu treffen, von konkreten Verboten bis hin zu Investitionen in die Abwasserentsorgung oder die Überwachung von Wassereinzugsgebieten.
Was wir jetzt tun können (und was besser erforscht werden muss)
Zu Hause und unterwegs gibt es Möglichkeiten, unseren Fußabdruck zu reduzieren. Reduzieren Sie die Verwendung von Einwegplastik, verwenden Sie Taschen wieder, vermeiden Sie Strohhalme und entscheiden Sie sich für langlebige Materialien. Dadurch sinkt die Nachfrage und damit auch die Menge, die potenziell im Meer landet. Es sind einfache Maßnahmen, aber millionenfach umgesetzt, fordern sie ihren Tribut.
Im Bereich des Wissens streben akademische und innovative Projekte kostengünstigere und effektivere Identifizierungs- und Quantifizierungsmethoden, unerlässlich für die Beobachtung von Trends und die Bewertung von Strategien. Ohne zuverlässige Messungen ist es schwierig, Ziele zu setzen und deren Erreichung zu überprüfen.
Auch der aktuelle Kontext ist nicht hilfreich: Der Einsatz von Kunststoffen ist mit der Pandemie aus gesundheitlichen Gründen sprunghaft angestiegen, mit Nebeneffekten auf die Abfallerzeugung und deren Freisetzung in die UmweltIn Ländern mit hohem Verbrauch bleiben die Mengen, die im Müll landen, beträchtlich, weshalb die Vermeidung, die selektive Sammlung und die Behandlung verstärkt werden müssen.
Auch Aufklärung und Öffentlichkeitsarbeit sind wichtig. Die Erklärung von Prozessen wie Bioakkumulation (Anreicherung von Stoffen in Organismen) und Biomagnifikation (zunehmende Konzentrationen entlang der Nahrungskette) hilft uns zu verstehen, warum Plastik, das wir nicht sehen, auf unseren Tellern landen kannWenn wir den Weg von der Kleidung zum Fluss und vom Fluss zum Fisch verstehen, fällt es uns leichter, die bessere Wahl zu treffen.
Wenn die Daten eines deutlich machen, dann ist es, dass kleine Plastikpartikel die gesamte Wassersäule erobert haben und wichtige Komponenten des Ozean-Klima-Systems beeinträchtigen. Leckagen an der Quelle stoppen, Produkte neu gestalten, die Reinigung verbessern, Messungen standardisieren und international zusammenarbeiten Es handelt sich nicht um eine Wunschliste, sondern um einen Fahrplan, der dafür sorgen soll, dass das Meer nicht länger die unsichtbare Müllhalde für unseren zügellosen Konsum ist.
