Suche nach dem Mikro­plastik

Lebensraum Erde – Meere und Ozeane sind der größte Lebens­raum des Planeten und bedecken rund 70 Prozent der Erd­ober­fläche. Jeder dritte Mensch nutzt die Meere als Nahrungs­quelle.

strahlendblaues Wasser
© iStock/nullplus

Mehr als die Hälfte der Welt­bevölkerung lebt in küsten­nahen Regionen. Dem Schutz der Gewässer haben sich deshalb zahl­reiche Forschungs­projekte verschrieben. Das Wissen­schafts­jahr 2016/2017 hat das Bundes­ministerium für Bildung und Forschung unter das Motto „Meere und Ozeane“ gestellt. Von seinem Labor aus blickt Gunnar Gerdts auf die Helgo­länder Bucht. An sonnigen Tagen leuchtet das Meer so blau und klar, dass das, was der Biologe unter seinem Mikro­skop erblickt, so gar nicht dazu passen will: Doch die bunten Plastik­krümel auf dem Filter, die in etwa so groß sind wie Sand­körner, stammen aus der Nord­see. „Fast jeder hat schon einmal vom Müll­strudel im Pazifik gehört und Fotos von verendeten Vögeln gesehen, die Plastik­müll gefressen haben, diesen nicht verdauen konnten und verhungert sind“, sagt Gerdts, der bei der Biologischen Anstalt Helgo­land arbeitet, einer Außen­stelle des Alfred-Wegener-Instituts für Polar- und Meeres­forschung. Dieser groß­teilige Müll im Meer sei dramatisch für die Um­welt, aber recht gut unter­sucht, so Gerdts. „Anders sieht es mit Mikro­plastik aus – kleinsten Plastik­teilchen, die im Wasser schweben und für das bloße Auge nahezu unsicht­bar sind.“ Welt­weit landen stündlich ungefähr 675 Tonnen Müll im Meer. Mehr als die Hälfte davon besteht aus Plastik, schätzt die Meeres­schutz­organisation Oceana. Das Material wird im Meer kaum abgebaut und zerfällt aus­gesprochen langsam über einen Zeit­raum von Jahr­zehnten oder Jahr­hunderten durch die Ein­wirkung von Salzwasser, Sonne und Reibung. Eine Plastik­tüte braucht dafür zehn bis 20 Jahre, ein Styro­porbecher ungefähr 50 und eine PET-Flasche rund 450 Jahre. Das Mikro­plastik im Meer, das sogar im Pack­eis der Arktis gefunden wurde, stammt aber nicht nur von diesem Kunst­stoff­ab­fall. Es besteht auch aus den Partikeln, die in Dusch­gel-Peelings vor­kommen, oder aus den Kunst­stoff­fasern von synthetischer Kleidung. Vögel und andere am oder im Meer lebende Tiere nehmen das Plastik in ihre Nahrung auf. Wie gefährlich die Kügelchen für die Natur und letztlich für den Menschen sind, ist unklar.

Fast jeder hat schon einmal vom Müll­strudel im Pazifik gehört [...] anders sieht es mit Mikro­plastik aus – kleinste Plastik­teilchen, die im Wasser schweben und für das bloße Auge nahezu unsicht­bar sind.
Gunnar Gerdts, Biologische Anstalt Helgo­land

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung entschied deshalb im Jahr 2012, die Ver­schmutzung der europäischen Gewässer durch Mikro­plastik intensiv zu erforschen, und brachte diese Idee ins sogenannte Joint Programming ein, eine gemeinsame Programm­planung der EU-Mitglieds­staaten zu wichtigen gesellschaftlichen Themen. Die Staaten einigten sich darauf, die Verschmutzung der EU-Gewässer durch Mikro­plastik als „JPI Ocean“ zu erforschen. In dem Verbund­projekt „Base­ment“ wollen Gerdts sowie Forschungs­partner aus zehn weiteren Ländern nun ein­heitliche Standards für die Bestimmung und Erfassung von Mikro­plastik entwickeln. Sind solche Standards festgelegt, lassen sich zu­verlässige Zahlen über die Herkunft der Mikro­partikel erheben. Diese sind not­wendig für die sogenannte Meeres­strategie-Rahmen­richt­linie. Laut dieser Strategie verpflichten sich die EU Mitglieds­staaten, die Meeres­um­welt bis 2020 in einen gesunden Zustand zu versetzen. Um dieses Mikro­plastik zu unter­suchen, sammelt Gerdts zunächst Proben in Nord- und Ost­see.

„Hinter unserem Schiff ziehen wir einen kleinen Kata­maran zwischen dessen Kufen ein fein­maschiges Netz gespannt ist. Den Inhalt dieses Netzes frieren wir an Bord ein. Zurück an Land müssen wir die Partikel von biologischem Material wie Algen oder Krebsen trennen. Das geschieht in einem auf­wendigen enzymatischen Ver­fahren“, erläutert Gerdts. Übrig bleiben winzigste Partikel, die nicht nur mit­hilfe eines Mikro­skops unter­sucht werden. „Das wäre zu ungenau, den man übersieht einfach sehr viel Plastik, weil die Partikel zum Teil Sand­körnern ähneln. Statt­dessen benutzen wir High­tech-Analyse­geräte, die genau erkennen können, aus welchen Substanzen ein Partikel besteht.“

43% aller Wal- und Delfin­arten, alle Arten von Meeres­schild­kröten sowie 36 Prozent der See­vögel wären in der Lage, Müll zu fressen und zu verschlucken. Da Mikro­organismen nicht dazu fähig sind, Kunst­stoffe voll­ständig zu zer­setzen, verbleiben die Kleinst­partikel wahr­scheinlich für immer in der Meeres­um­welt. Welt­weit ist eine Zu­nahme dieses Mikro­plastiks in den Meeres­wirbeln, den Sedimenten und an den Stränden zu beobachten.

Eines dieser Geräte ist das Fourier-Transform-Infra­rot­spektro­meter (FTIR). Der Apparat beleuchtet Mikro­partikel mit Infra­rot­licht und analysiert die von ihnen reflektierte Strahlung nach einer speziellen mathe­matischen Methode. Je nach Inhalts­stoffen absorbieren und reflektieren die Teilchen das Licht in unter­schiedlichen Wellen­längen, sodass jede Substanz quasi am optischen Finger­abdruck bestimmt werden kann. Dank FTIR können Gunnar Gerdts und seine Mit­arbeiter erkennen, ob ein Krümelchen aus Poly­propylen, Poly­ethylen oder aus einer Mischung mehrerer Kunststoffe besteht. Die Arbeits­gruppe hat dafür eine Daten­bank auf­gebaut, welche die chemischen Finger­abdrücke von mehreren Hundert verschiedenen Poly­meren enthält. Eine Erkenntnis hat sich bei Gerdts schon jetzt ein­gestellt: „Es gibt so viele mögliche Quellen für Mikro­plastik, dass wir deren Menge nur dann verringern können, wenn wir gebiets­über­greifend handeln. Das Problem geht alle an – ganz egal ob in Deutsch­land, Portugal, Frank­reich oder in Belgien.“

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