Mikroplastik in der Umwelt: Untersuchungen im Warnow-Einzugsgebiet

Hintergrund und Zielsetzung

Über Mikroplastik wird derzeit vor allem auf den Meeren geforscht. Dagegen fehlen Studien, die Belastungen mit Mikroplastik über verschiedene Ökosysteme hinweg aufdecken.

Plastik, das in der Landwirtschaft zum Beispiel im Folienanbau anfällt oder mit Klärschlamm oder Gärresten aufgebracht wird, kann in Ackerböden angereichert werden und durch Erosion in die Oberflächengewässer gelangen.

Anhand des exemplarischen Einzugsgebiets der Warnow (Mecklenburg-Vorpommern) sollen in diesem BMBF-geförderten  Verbundprojekt Mikroplastik-Quellen und -Senken auf dem Festland und in Gewässern identifiziert werden. Mit Hilfe von Modellen sollen die relevanten Eintragspfade in die offene Ostsee  quantifiziert werden. Das Thünen-Institut behandelt ein Teilprojekt mit dem Ziel, die räumliche Verteilung von Mikroplastik auf Feldern und an Feldrändern abzuschätzen und Belastungsschwerpunkte zu identifizieren. Aus diesen Ergebnissen sollen im Anschluss potenzielle Minderungsmaßnahmen abgeleitet werden.

Vorgehensweise

Im ersten Schritt wurden durch eine Landnutzungsanalyse Flächen bzw. Regionen identifiziert, die aufgrund ihrer Nutzungsgeschichte mit Mikroplastik belastet sind. Hierfür wurden unter anderem Daten aus der gesetzlichen Berichtspflicht, statistische Daten und die Informationen von Expert*innen genutzt. Mikroplastikkonzentrationen in Klärschlamm und Kompost wurden aus Literaturdaten abgeleitet. Dieser Modellansatz liefert die zu erwartenden Mikroplastikkonzentrationen im Boden, die allein aus der landwirtschaftlichen Nutzung stammen. Andere Quellen, wie zum Beispiel die unsachgemäße Plastikentsorgung (Littering) und der Reifenabrieb, wurden in diesem Modell nicht berücksichtigt.

Die flächendeckenden Ergebnisse wurden dann in ein hydrogeologisches Modell eingespeist, das die Eintragspfade in Oberflächengewässer quantifiziert.

Die Projektarbeit im Projekt MicroCatch_Balt erfolgte in direkter Kooperation mit dem Partnerprojekt PLAWES.

Unsere Forschungsfragen

Was sind die relevanten Quellen und Senken für Mikroplastik in der Landwirtschaft?

Spielen nicht-landwirtschaftliche Quellen eine Rolle, wie zum Beispiel Ansammlung von Plastikmüll in Straßengräben?

Wie lassen sich die Eintragspfade vom Land in die Fließgewässer charakterisieren; stellen z.B. Seen eine Senke dar?

Ergebnisse

Nach unseren ersten Abschätzungen wurden in landwirtschaftlich genutzte Böden im Einzugsgebiet der Warnow von 1960 bis 2016 insgesamt 213 t Mikroplastik durch Klärschlamm, 52 t durch Kompost und 7 t durch Mulch- und Abdeckfolien eingetragen. Besonders bei Klärschlamm ist die räumliche Variabilität der Einträge sehr hoch. Im Vergleich zeigen die Ergebnisse der Einzugsgebiete der Warnow und der Weser deutliche Unterschiede. Im ländlich geprägten Warnow-Einzugsgebiet sticht der stärkere Einfluss von Klärschlamm hervor, während Kompost und Folien im Weser-Einzugsgebiet eine höhere Bedeutung zukommt. Klärschlamm wird im Warnow-Gebiet aufgrund der leichten, sandigen Böden verstärkt aufgebracht und zum Teil aus anderen Bundesländern importiert. Folienintensive Sonderkulturen spielen nur eine untergeordnete Rolle.