Berkmann, Nadine (2017) Mikroplastik in Süßwassersystemen und potentielle Gegenmaßnahmen. (Master thesis), Christian-Albrechts-Universität Kiel, Kiel, Germany, 168 pp.

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Abstract

Die Süßwasser enthaltenden Gewässer zählen zu den limnischen Systemen. Sie sind einzigartige Ökosysteme, die aufgrund ihrer Funktion als Lebensraum für Organismen und als Lieferant von Süßwasser unverzichtbar für das Leben auf der Erde sind. Jedoch wird ihre Funktionalität durch eine anhaltende Verschmutzung, auch durch Plastikmüll, zunehmend eingeschränkt. Als „Mikroplastik“ bezeichnet man Plastikteile, die einen Durchmesser von weniger als fünf Millimeter haben. Durch die Analyse von Mikroplastikpartikeln aus marinen und limnischen Systemen hinsichtlich ihres Polymertyps, ihrer chemischen Zusammensetzung und anderer Attribute wie Form und Farbe konnten fünf relevante Eintragsquellen für (Mikro)Plastik ausgemacht werden. Dies sind Industrieanlagen, Haushalte, landwirtschaftliche Flächen, Mülldeponien und Klärwerke. Auf letzteren liegt ein besonderes Augenmerk, da diese zwischen der Freisetzung aus Haushalten oder Industrieanlagen und dem Eintrag in die Süßwassersysteme stehen. In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, dass Süßwassersysteme weltweit Mikroplastik enthalten, wobei die Partikelkonzentrationen in den Sedimenten die Konzentrationen in der Wassersäule und an der Wasseroberfläche leicht übersteigen. Ein Vergleich mit marinen Systemen zeigte deutlich, dass die Kontamination in beiden Systemen auf dem gleichen Niveau liegt. Aufgrund der schlechten Datenlage zu Fließ- und Standgewässer und der eingeschränkten Vergleichbarkeit der vorhandenen Ergebnisse, ist es nicht möglich ein globales Verteilungsmuster der Mikroplastikkonzentrationen auszumachen. Jedoch gab das Zusammentragen der wissenschaftlichen Literatur Aufschluss darüber, welche Faktoren und Prozesse die Mikroplastikverschmutzung sowie deren räumliche und zeitliche Verteilung in Süßwassersystemen beeinflussen. Die Mikroplastikverschmutzung eines Gewässers wird maßgeblich durch den Eintrag von Partikeln bedingt. Eine synoptische Analyse der vorliegenden Untersuchungsergebnisse hat ergeben, dass dieser Eintrag durch die Art und die räumliche Verteilung der Emissionsquellen, durch die Form der Transportwege des Mikroplastiks sowie durch die Landnutzung im hydrologischen Einzugsgebiets der Gewässer bedingt wird. Ferner kann die Mikroplastikverschmutzung durch morphologische Eigenschaften der Gewässer, wie Verweildauer des Wasserkörpers, Oberfläche und Volumen beeinflusst werden. Zudem muss berücksichtigt werden, dass Mikroplastik in der Hauptsache aus dem Zerfall großer Plastikpartikel entsteht. Daher werden zusätzlich Umweltfaktoren betrachtet, die den Zerfall von Plastik beeinflussen und damit zur Akkumulation von Mikropartikeln in Süßwassersystemen beitragen. Anschließend wird die räumliche und zeitliche Variabilität in der Verschmutzung durch Mikroplastik betrachtet. Zu den relevanten Einflussfaktoren, die die räumliche Verteilung bestimmen, zählt die Entfernung zu einer Quelle, die morphologischen Eigenschaften der Gewässer und Umweltfaktoren wie Klima oder Wind. Letztere sind, zusammen mit saisonalen Faktoren, auch die entscheidenden Einflussfaktoren, die die zeitliche Variabilität in der Mikroplastikverschmutzung bestimmen. Es hat sich gezeigt, dass Plastikmüll eine Bedrohung für die aquatischen Systeme darstellt, deren Auswirkungen auch über die Systeme selbst hinausreicht. Mikroplastik kann die Wasserqualität beeinträchtigen, die chemischen sowie physikalischen Eigenschaften der Sedimente verändern und als Stressor für Organismen fungieren. Daher werden auch potentielle Maßnahmen gegen die Mikroplastikverschmutzung der Süßwassersysteme beleuchtet. Aufgrund fehlender Möglichkeiten Mikroplastik aus Gewässern zu entfernen, müssen sich die Gegenmaßnahmen auf die Unterbindung der Mikroplastikemissionen konzentrieren. Schließlich werden in der vorliegenden Arbeit die Forschungslücken zu Mikroplastik in Süßwassersystemen beleuchtet, welche durch die vorliegende Arbeit offenbart wurden. Bisher stand die Untersuchung von marinen Systemen im Fokus der Forschung, obwohl Mikroplastik auch für Süßwassersysteme eine akute Bedrohung darstellt. Durch zukünftige Forschungen und Harmonisierung der Methoden muss diese Lücke geschlossen werden, um Prognosen über die langfristige Entwicklung und die Auswirkungen von Mikroplastik auf aquatische Systeme zu stellen.

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