Wie viel Mikroplastik steckt in Seen und Flüssen?
Mikroplastik findet sich oft weit weg von dem Ort, wo es in die Umwelt gelangt ist. Wie hoch die Belastungen von Gewässern in der Schweiz sind, wollen Empa-Forschende jetzt berechnen. Das Modell lässt sich auch auf Deutschland übertragen.
Foto: Bernd Nowack, Empa
Kunststoffteilchen im Mikro- bis Millimeterbereich haben viele Quellen: Sie stecken in Kosmetika oder lösen sich aus Kleidungsstücken mit Kunstfaseranteil oder werden durch Abrieb und Zersetzung größerer Plastikstücke freigesetzt. Als Mikroplastik bezeichnet man Partikel, die kleiner als fünf Millimeter sind. Meist finden sie sich weit entfernt von jenem Ort, an dem sie in die Umwelt gelangt sind. Deshalb ist es oft auch schwierig, für diese Partikel eine genaue Mengenangabe zu machen.
Zudem variieren Zusammensetzung und Menge der Partikel in den Gewässern mit der Zeit. Und die üblicherweise eingesetzten Messmethoden können auch nicht immer exakte Ergebnisse liefern. Um das Problem zu lösen, haben Forschende der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in der Schweiz jetzt ein Rechenmodell entwickelt, mit dem sich die Konzentration von Mikroplastik in Flüssen und Seen genauer erfassen lässt.
Die sieben häufigsten Kunststoffarten von PE und PP bis hin zu PVC und PET
Messungen allein reichen nicht aus, um ein Gesamtbild der Mikroplastikbelastung in den Flüssen und Seen einer größeren Region oder gar eines ganzen Landes zu machen. Die Empa-Forscher David Mennekes und Bernd Nowack haben deshalb im Auftrag des schweizerischen Bundesamts für Umwelt (BAFU) ein Rechenmodell entwickelt, mit dem sie die Gewässerkonzentration landesweit vorhersagen wollen.
Basis der Arbeit ist ein bereits vorhandenes Modell, das Ort und Menge von freigesetzten Makro- und Mikropartikeln für die sieben häufigsten Kunststoffe aufzeigt. Dabei handelt es sich um Polyethylen (LD-PE und HD-PE), Polypropylen, Polystyrol und expandiertes Polystyrol, PVC und PET. „Nachdem wir zeigen konnten, wo und wie viel Kunststoff in die Umwelt gelangt, war es der logische nächste Schritt, ihre Konzentration aufzuzeigen“, erklärt Empa-Forscher Bernd Nowack.
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Höchste Belastung am Rhein nähe Basel
Ein Ergebnis des neuen Modells: Etwa die Hälfte des Mikroplastiks, das in Schweizer Gewässern landet, bleibt im Lande. Rund ein Drittel der Gesamtmenge setzt sich dabei in den Seen ab, der Rest in den Flüssen. Wie die Partikel verteilt sind, ist allerdings eine Frage mit vielen Variablen. Das Einzugsgebiet, Anzahl und Art der Staustufen in Fließgewässern und die Strömung in Seen bestimmen, wie viel Mikroplastik weitertransportiert wird.
Besonders viel Mikroplastik gelangt in der Nähe von Großstädten in die Gewässer. So ist die aus Schweizer Sicht höchste Belastung im Rhein bei Basel festzustellen: Etwa 4,5 t Mikroplastik erreicht Deutschland so pro Jahr. Hier wirken sich die Frachten von Aare und deren Zuflüssen Reuss und Limmat aus, die Abfälle aus Bern, Zürich und Luzern mit sich bringen.
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Modell zur Berechnung von Mikroplastik ist auch auf andere Länder übertragbar
„Messungen sind nur punktuell möglich. Mit unserem Modell können wir dagegen die Mikroplastikbelastung im ganzen Land berechnen“, resümiert Nowack. „Außerdem lässt sich damit abschätzen, welchen Effekt Verhaltensänderungen oder staatliche Maßnahmen auf die Konzentrationen von Mikroplastik hätten.“ Ihre Forschungsergebnisse haben die Wissenschaftler jetzt im Fachblatt „Nature Water“ publiziert.
Andere Länder könnten von der Arbeit profitieren, denn das Modell lässt sich auf andere Gebiete übertragen. Momentan entwickeln die beiden Forscher bereits an einem vergleichbaren Modell, das die Menge von Makroplastik – etwa PET-Flaschen und Plastiktüten – in Gewässern vorhersagen könnte.
