Mikroplastik in der Umwelt: Untersuchungen im Weser-Einzugsgebiet

Hintergrund und Zielsetzung

Um die Verschmutzung der Meere mit Mikroplastik (darunter fallen Plastikpartikel unter 5 mm Größe) erfolgreich zu verringern, muss zunächst das Wissen über die Belastungsquellen und den Verbleib des Mikroplastiks verbessert werden. Von wo gelangen die Mikroplastikpartikel in die Süßgewässer und weiter in die Meere? Wie viel wird durch die Flüsse und Seen transportiert und wie viel abgelagert? Mit diesen Fragen beschäftigt sich ein fachübergreifendes Konsortium in diesem BMBF-geförderten Verbundprojekt. Als Gesamtziel soll die Mikroplastik-Belastung über die Grenzen von Ökosystemen hinaus erfasst und dessen Toxizität analysiert werden. Durch die Erstellung von Lehrmaterialien wird außerdem die  Öffentlichkeit für das Problem von Plastikmüll sensibilisiert. Das Thünen-Institut für Ländliche Räume ist mit einem Teilprojekt beteiligt, das zum Ziel hat, die Eintragspfade und -mengen aus der Landwirtschaft abzuschätzen.

Vorgehensweise

Als exemplarisches Untersuchungsgebiet dienten das Weser-Einzugsgebiet und der Nationalpark Wattenmeer. Um Transportprozesse besser zu verstehen, wurden die Flussläufe des Weser-Einzugsgebietes flächendeckend beprobt. Im unserem Teilprojekt wurden im ersten Schritt durch eine Landnutzungsanalyse Flächen identifiziert, die aufgrund ihrer Nutzungsgeschichte und geophysikalischen Eigenschaften als Quellen von Mikroplastik in Frage kommen. Hierfür wurden unter anderem statistische Daten und die Informationen von Experten 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 quantifizierte.

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

Unsere Forschungsfragen

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

Wie gelangt Mikroplastik von Ackerböden in die Gewässer, und sind diese Mengen relevant für die Verschmutzung der Meere?

Ergebnisse

Nach unseren ersten Abschätzungen wurden in landwirtschaftliche Böden im Einzugsgebiet der Weser von 1960 bis 2016 insgesamt 1.877 t Mikroplastik durch Klärschlamm, 1.591 t durch Kompost und 440 t durch Mulch- und Abdeckfolien eingetragen. Die räumliche Variabilität der Einträge ist bei allen Eintragsquellen hoch. Einträge durch Kompost sind stark an die Einwohnerdichte gekoppelt, da wir aufgrund der Eingangsdaten die Transportstrecken nicht berücksichtigen konnten. Klärschlammeinträge liegen vorrangig im Bereich der Ackerbauschwerpunkte südlich von Bremen bis ins Hessische Bergland.

Im Vergleich zeigen die durchschnittlichen Werte des Weser- und Warnow-Einzugsgebiets deutliche Unterschiede. Im Weser-Einzugsgebiet sticht der stärkere Einfluss von Agrarfolien hervor, der durch Anbauschwerpunkte von Frühkartoffeln, Spargel und Salaten im Bereich der Mittelweser zu erklären ist. Dagegen kommt dem Klärschlamm im Warnow-Einzugsgebiet bezogen auf die Gesamtfläche eine höhere Bedeutung zu.