{"id":87261,"date":"2021-04-19T11:05:46","date_gmt":"2021-04-19T09:05:46","guid":{"rendered":"https:\/\/news.bio-based.eu\/?p=87261"},"modified":"2021-09-09T19:32:14","modified_gmt":"2021-09-09T17:32:14","slug":"imulch-neun-kriterien-zur-charakterisierung-von-mikro-und-makroplastik-in-boeden","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/imulch-neun-kriterien-zur-charakterisierung-von-mikro-und-makroplastik-in-boeden\/","title":{"rendered":"iMulch: Neun Kriterien zur Charakterisierung von Mikro- und Makroplastik in B\u00f6den"},"content":{"rendered":"

Das Thema Plastikm\u00fcll ist inzwischen in allen gesellschaftlichen Debatten angekommen. Allerdings findet die Verschmutzung des \u00d6kosystems Boden immer noch wenig Beachtung. Es stellt sich also die Frage, ob auf B\u00f6den oder Feldern (inklusive in Wasser aus Drainagesystemen) verbleibende Kunststoffe nicht \u00e4hnliche Auswirkungen auf die Umwelt haben wie z. B. Kunststoffe in Meeren, Fl\u00fcssen oder Seen?<\/strong><\/p>\n

\"iMulch
Abbildung 1: iMulch Prozessgrafik<\/figcaption><\/figure>\n

Bildmaterial und PDF-Dateien auf Deutsch und Englisch sind hier verf\u00fcgbar: www.nova-institute.eu\/press\/?id=254<\/a><\/span><\/p>\n

Das Problem: Bisher gibt es keine validen Messmethoden, um die Fragen zur Menge, Art oder Auswirkung von Kunstoffen auf das \u00d6kosystem Boden zu beantworten. Daher entwickeln Wissenschaftler des iMulch-Projekts (www.imulch.eu<\/a>) einen Pr\u00fcfstand zur Untersuchung von insgesamt neun Kriterien, um Kunststoffemissionen im \u00d6kosystem Boden in Zukunft besser messen und deren Auswirkungen besser absch\u00e4tzen zu k\u00f6nnen. Folgende Untersuchungskriterien werden im Projekt entwickelt und im Pr\u00fcfstand etabliert: Identifizierung (1), Quantifizierung (2), Typisierung und Morphologiebestimmung (3), Verwitterung (4), Verbreitung (5), Anreicherung (6), Verlagerung (7), Bodenfunktion (8), \u00d6kotoxizit\u00e4t (9) (Abbildung 1).<\/p>\n

Inzwischen ist es Forschern des Instituts f\u00fcr Energie- und Umwelttechnik e. V. (IUTA) aus Duisburg, dem Fraunhofer-Institut f\u00fcr Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT aus Oberhausen und der Fischer GmbH aus Meerbusch gelungen, die ersten drei von neun Charakterisierungsmethoden von Mikroplastik im \u00d6kosystem Boden zu etablieren.<\/p>\n

Zwei Messmethoden, drei Kategorien \u2013 Identifizierung, Quantifizierung und Typisierung<\/span><\/p>\n

Zur Identifizierung, Quantifizierung und zur Typisierung von Mikroplastik in B\u00f6den wurden von den Forschern zwei Methoden etabliert: die Thermoextraktions-Desorptions-Gaschromatographie-Massenspektrometrie (TED-GC-MS) und die konfokale Raman-Mikroskopie (CRM).<\/p>\n

Mit der TED-GC-MS kann die Menge sowie der Typ eines Polymers in B\u00f6den schnell und effizient bestimmt werden. Daf\u00fcr wurden zun\u00e4chst drei Kunststoffarten, Polyethylen (PE), Polybutylenadipat-terephthalat (PBAT) und Polylactid (PLA)) verwendet. F\u00fcr die Validierung der Messmethode wurden Bodenproben mit den verschiedenen Polymeren vermischt und hinsichtlich ihrer Wiederfindungsrate analysiert. Dabei lag die Wiederfindungsrate zwischen 90-95 % f\u00fcr PLA\/PBAT und zwischen 107-110 % f\u00fcr PE, womit die TED-GC-MS erfolgreich f\u00fcr die Bestimmung von Polymeren in B\u00f6den im Pr\u00fcfstand etabliert werden konnte.<\/p>\n

\"Aufbereitete
Abbildung 2: Aufbereitete Bodenproben nach Dichteseparation<\/figcaption><\/figure>\n

Mit der Raman-Mikroskopie l\u00e4sst sich ebenfalls der Polymertyp und zus\u00e4tzlich noch die Gr\u00f6\u00dfenverteilung und die Form der Partikel bestimmen. Allerdings ist f\u00fcr die Untersuchung der Partikel mittels Raman-Mikroskopie eine umfangreiche Probenvorbereitung notwendig, um st\u00f6rende Hintergrundpartikel wie Bodenbestandteile oder Pflanzenteile weitgehend zu entfernen. Dazu wird die Probe zun\u00e4chst chemisch gereinigt und filtriert. Danach werden lichtmikroskopische Bilder der Filteroberfl\u00e4chen aufgenommen und eine softwarebasierte Partikelerkennung mithilfe kontrastbasierter Bildauswertung durchgef\u00fchrt. Die Gr\u00f6\u00dfenverteilung sowie\u00a0die Form der Partikel lassen sich bereits aus diesen Daten erkennen (siehe Abbildung 2). Um allerdings herauszufinden, ob es sich bei einem Partikel tats\u00e4chlich um ein Kunststoffteilchen handelt, also zur chemischen Identifizierung anhand der Molek\u00fclstruktur, werden die gefundenen Partikel einzeln angesteuert und Raman-spektroskopisch untersucht.<\/p>\n

Durch die Kombination beider Methoden wird eine massenbasierte Quantifizierung, eine eindeutige Identifizierung und die Bestimmung der Gr\u00f6\u00dfenverteilung der Mikroplastikpartikel erm\u00f6glicht.<\/p>\n

Weitere Untersuchungen im Rahmen des iMulch-Projekts geplant<\/h3>\n

Um die verbleibenden Fragen \u00fcber Kunststoffe in B\u00f6den zu kl\u00e4ren, erfoscht das iMulch-Projekt auch, wie Kunststoffe im \u00d6kosystem Boden verwittern, wie sich die Partikel im Boden verbreiten und welche Auswirkungen Kunststoffe auf Organismen, Bodenfunktion, W\u00e4ssern aus Drainagesystemen und angrenzende Gew\u00e4sser haben. Au\u00dferdem wird eine \u00d6kobilanz der Umweltvertr\u00e4glichkeit von konventionellen und biologisch abbaubaren Folien erstellt. Ein weiterer Ansatz besch\u00e4ftigt sich mit dem Upcycling von Mulchfolien durch Bakterien.<\/p>\n

Abschlie\u00dfend werden aus den Ergebnissen Vermeidungs- und Substitutionsstrategien abgeleitet, mit dem Ziel, Kunststoffe in der Umwelt zu reduzieren und herauszufinden, inwiefern die Zusammensetzung von Kunststofffolien f\u00fcr die Landwirtschaft und im Gartenbau weiter verbessert werden k\u00f6nnen. Die neuartigen Analysemethoden zur Pr\u00fcfung und Bewertung von Kunststoffen in B\u00f6den kann auf alle Polymerarten angewandt werden und gibt so Aufschluss \u00fcber die entstandenen Bodenbelastungen.<\/p>\n

Projektpartner:<\/strong><\/p>\n

\u2022 Institut f\u00fcr Energie- und Umwelttechnik e.V. (IUTA), Duisburg (Koordination);
\n\u2022 FISCHER GmbH, Meerbusch;
\n\u2022 Fraunhofer-Institut f\u00fcr Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, Oberhausen;
\n\u2022 Fraunhofer-Institut f\u00fcr Molekularbiologie und Angewandte \u00d6kologie (IME), Schmallenberg;
\n\u2022 RWTH Aachen, Institut f\u00fcr Umweltforschung (IUF);
\n\u2022 RWTH Aachen, Institut f\u00fcr Angewandte Mikrobiologie (iAMB)<\/p>\n

Assoziierte Projektpartner:<\/strong><\/p>\n

\u2022 Umweltbundesamt (UBA);
\n\u2022 BASF SE, Ludwigshafen;
\n\u2022 FKuR Kunststoff GmbH, Willich;
\n\u2022 bio-nawa, Schallstadt.<\/p>\n

\"Logo<\/p>\n

Das Projekt \u201eiMulch\u201c wird mit Mitteln aus dem Europ\u00e4ischen Fond f\u00fcr regionale Entwicklung (EFRE) gef\u00f6rdert.<\/strong><\/p>\n

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