Biophotonik & Analytik: Mikroplastik

Einzellige Mikroalgen (Porphyridium purpureum ) zwischen Mikroplastikpartikeln (acrylate/C10-30 alkyl acrylate crosspolymer).
Ramanspektren einiger im weltweiten Mikroplastik vertretener Kunststoffsorten.

Mikroplastikpartikel sind mittlerweile in der Umwelt ubiquitär. Sie werden im Meerwasser genauso gefunden wie in den Oberflächengewässern weltweit, und in zunehmendem und besorgniserregendem Maße auch im Trinkwasser und in trinkwasserbasierten Produkten wie Bier und Limonaden.

Mikroplastik fasst dabei als Oberbegriff Plastikpartikel kleiner 5 mm in unterschiedlichsten Formen, Größen und Kunststoffen zusammen, die oftmals auch noch mit Farbstoffen, Weichmachern, Flammschutzmitteln, Tensiden oder aus der Umwelt aufgenommenen Schadstoffen belastet sind. Einige Kunststoffsorten bieten zudem ideale Aufwuchsflächen für Bakterien und Keime, und führen so zu punktuell gefährlichen Pathogenkonzentrationen. All dies unterscheidet Mikroplastik deutlich von natürlich auftretenden Sedimenten.

Um mehr über die Wirkung von Mikroplastik und anderen Mikropartikeln auf Mikroorganismen zu erfahren, wurde in einem Langzeitexperiment am HOT die Wirkung von aus Kosmetik extrahierten Mikroplastikpartikeln auf Mikroalgen mit konventioneller Weißlicht- und konfokaler Ramanmikroskopie untersucht.

Der derzeitige Nachweis von Mikroplastik erfolgt durch Mikroskopieren einer gezogenen Wasserprobe, bei größeren Wassermengen mittels Filterung und anschließender Untersuchung des Substrats, so dass in jedem Fall nur Stichproben auf Kunststoffkontamination untersucht werden können. Die Identifikation der Kunststoffe selbst wird dann, wenn überhaupt, im Nachhinein mit Infrarot- oder Ramanspektroskopie vorgenommen. Ein Nachweis von Zusätzen und anhaftenden Spurenstoffen erfordert derzeit immer noch aufwendige chemische Laboruntersuchungen.

Ein derzeit am HOT laufendes, vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördertes Forschungsprojekt wird dies ändern und erstmals einen auf fortschrittlicher Ramanspektroskopie aufbauenden Mikroplastikdetektor für eine effektive 24/7-Kontrolle von Trinkwasserströmen auf Mikroplastik verwirklichen. Der geplante Detektor wird dabei sowohl die Kunststoffsorte als auch die Partikelgröße und -form erfassen, so dass effektive, zielgerichtete Gegenmaßnahmen in betroffenen trinkwasserverarbeitenden Betrieben getroffen werden können.

Mikroplastik und Umweltanalytik sind stark kommende Themenfelder am HOT, in denen immer Studien- und Masterarbeiten vergeben werden können.

Siehe auch

S. Sujathan, A.-K. Kniggendorf, A. Kumar, B. Roth, K.-H. Rosenwinkel, R. Nogueira (2017): Heat and Bleach: A Cost-Efficient Method for Extracting Microplastics from Return Activated Sludge doi: 10.1007/s00244-017-0415-8

ARTIKEL: MIT LASERLICHT DEM PLASTIKMÜLL IM TRINKWASSER AUF DER SPUR

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Dr. Ann-Kathrin Kniggendorf
Wiss. Mitarbeiterinnen/Mitarbeiter
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Nienburger Straße 17, Raum 217
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