BMU Website

Navigation

Von hier aus koennen Sie direkt zu folgenden Bereichen springen:

Aus der Wissenschaft

Sehr hohe Konzentrationen von Mikroplastik im arktischen Meereis

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts (AWI) haben im arktischen Meereis beträchtliche Konzentrationen von Mikroplastik gefunden. Im Fachmagazin Nature Communications berichten sie über die Untersuchung von Eisproben, die in fünf verschiedenen Regionen des Arktischen Ozeans entnommen wurden. Demnach enthielten die Proben zum Teil mehr als 12.000 Mikroplastikteilchen pro Liter Meereis.

Was ist Mikroplastik und wo liegen die Gefahren?

Als Mikroplastik werden verschiedenste Arten von kleinen Kunststoffteilchen bezeichnet, wie Plastikpartikel, -fasern und -pellets. Die Länge, die Breite oder der Durchmesser dieser Plastikfragmente beträgt unter fünf Millimeter bis hin zu wenigen Mikrometern, wie die Forscherinnen und Forscher in ihrer Publikation verdeutlichen. Ein Mikrometer ist der tausendste Teil eines Millimeters, sodass Mikroplastikteilchen in der Regel mit dem bloßen Auge nicht erkennbar sind.

Die kleinen Kunststoffteilchen entstehen durch den langsamen Zerfall größerer Plastikteile, die ins Meer gelangen, weil sie nicht korrekt entsorgt wurden. Sie werden unter dem Einfluss des Sonnenlichtes, durch Temperaturschwankungen, mechanischen Abrieb und Wellen zerlegt. Eine weitere Quelle von Plastikmüll im Meerwasser sind Verpackungsmaterialien und Abfälle aus der Fischerei und der Schifffahrt wie Netzreste oder Taue. Auch beim Waschen von synthetischen Textilien entstehen Plastikfasern, die über die Flüsse ins Meer gespült werden. Hinzu kommen Mikroplastikteilchen, die für den Einsatz in Kosmetik und Hygieneprodukten industriell hergestellt werden. Laut Schätzungen gelangen etwa acht Millionen Tonnen Plastik jedes Jahr vom Land in das Meer, wie es im Fachmagazin Nature Communications heißt.

Meereslebewesen und Seevögel nehmen die winzigen Teilchen auf, die hormonell wirken oder toxisch sein können. Neben der Belastung der Verdauungsorgane und des Organismus der Tiere gelangt Mikroplastik auf diesem Weg in die Nahrungskette. Überdies können sich biologisch schwer abbaubare organische Schadstoffe aus dem umgebenden Meerwasser in hoher Konzentration an Mikroplastikpartikel anlagern. Dazu gehören beispielsweise Pestizide. Somit besteht die Gefahr, dass sich auch Schadstoffe in der Nahrungskette anreichern. Das Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des AWI betont, dass es gegenwärtig noch weitgehend unklar ist, welche gesundheitlichen Auswirkungen aus der Aufnahme der Plastikteilchen für Meereslebewesen resultieren. Ebenso ist nicht bekannt, welche Folgen der Verzehr belasteter Fische und Meeresfrüchte für die Menschen hat.

Wo und wann wurden die Eisproben entnommen?

Die untersuchten Eisproben wurden im Verlauf von drei Arktis-Expeditionen des Forschungseisbrechers "Polarstern" im Frühling 2014 und im Sommer 2015 gewonnen. Sie stammen aus fünf Regionen nahe und entlang der Framstraße, einem Seeweg, der sich zwischen der Grönlandsee westlich von Spitzbergen und der Wandelsee nordöstlich von Grönland erstreckt. Entlang der Framstraße gelangt Meereis aus der zentralen Arktis in den Nordatlantik und umgekehrt, fließen Wassermassen aus dem Nordatlantik in den Arktischen Ozean. Auf diesem Transportweg kann mit Plastik verschmutztes Wasser aus dem Nordatlantik in die Arktis eingetragen werden.

Wie viel Mikroplastik wurde in den Eisproben gefunden?

Die gemessenen Konzentrationen von zum Teil mehr als 12.000 Mikroplastikteilchen pro Liter Meereis sind beträchtlich. Dieser Wert ist zwei- bis dreimal höher als die in zurückliegenden Studien in der Zentralarktis festgestellten Teilchenkonzentrationen, wie die Forscherinnen und Forscher hervorheben. Überdies entdeckten sie eine Vielzahl besonders kleiner Partikel bis hin zu Durchmessern von elf Mikrometern. Ein (dickes) menschliches Haar hat einen Durchmesser von etwa 0,1 Millimeter und ist damit noch rund zehn Mal dicker als ein Mikroplastikteilchen dieser Größenordnung. Allein 67 Prozent der in den Eisproben gefundenen Partikel liegen im Größenbereich unterhalb von 50 Mikrometern (das sind 0,05 Millimeter).

Die von vorherigen Studien abweichenden Untersuchungsergebnisse – höhere Plastikkonzentrationen und überwiegend sehr kleine Partikel – führen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler größtenteils auf die eingesetzte spezielle Messmethode zurück. Dabei werden die Eisproben Schicht für Schicht mit einem Spezialmessgerät untersucht. Im Unterschied zu anderen Methoden können auf diese Weise auch die besonders kleinen Partikel detektiert werden.

Das AWI-Team fand 17 verschiedene Kunststofftypen im arktischen Meereis. Dazu zählen unter anderem Verpackungsmaterialien wie Polyethylen und Polypropylen, aber auch Lacke, Nylon, Polyester und Zelluloseacetat, wie im Fachartikel berichtet wird.

Woher kommt das Mikroplastik?

Da es im Arktischen Ozean kaum Quellen für Plastik gibt, ist es eine interessante Frage, wie die hohen Konzentrationen in den untersuchten Meereisproben zustande kommen. Die Forscherinnen und Forscher stellten fest, dass die verschiedenen Eisproben unterschiedliche Zusammensetzungen der Kunststoffpartikel sowie eine ungleichmäßige Verteilung der Plastikteilchen innerhalb der Proben aufwiesen. Diese Erkenntnisse nutzten sie unter anderem, um Aufschluss über die Herkunft des Plastiks zu gewinnen.

Die Fachleute verfolgten die Wanderungen der Eisschollen zurück, aus denen die Proben entnommen worden waren. Dazu berechneten sie Trajektorien (die Wege) der Eisschollen. Ferner setzten sie ein physikalisches Modell zur Simulation der Wachstums- und Schmelzprozesse des Eises auf dessen Weg durch die verschiedenen Meeresregionen ein. Die Untersuchungen verdeutlichten, dass die jeweilige Region, in der das Meereis gebildet wurde sowie auch die Wassermassen, in denen die Eisschollen durch die Arktis trieben und weiterwuchsen, einen erheblichen Einfluss auf die Zusammensetzung und die Schichtung der im Eis eingeschlossenen Kunststoffpartikel hatten.

In Proben von Eisschollen, die zuvor durch die pazifischen Wassermassen des Kanadischen Beckens getrieben und über die Beringstraße in den Arktischen Ozean gelangt waren, fanden die Forscherinnen und Forscher besonders viel Polyethylen, das als Verpackungsmaterial verwendet wird. Sie folgern in ihrer Publikation, dass diese Polyethylenpartikel Überreste des sogenannten Nordpazifischen Müllstrudels sein könnten, der sich nördlich von Hawaii über ein großes Meeresgebiet erstreckt.

Eisproben, die in die flachen sibirischen Randmeere zurückverfolgt werden konnten, enthielten vor allem Lackpartikel von Schiffsanstrichen und Nylonreste von Fischernetzen. Die Fachleute des AWI führen diese Verschmutzungen auf lokale Quellen in der Arktis zurück. Sie machen den wachsenden Schiffsverkehr und den steigenden Fischfang dafür verantwortlich. Überdies verweisen sie darauf, dass der Fischfang im Arktischen Ozean durch den zunehmenden Rückgang des arktischen Meereises infolge des Klimawandels künftig wahrscheinlich weiter steigen wird.

Die gemessenen, hohen Konzentrationen von Mikroplastik im Meereis der Framstraße wurden demnach durch Transport aus anderen Ozeanregionen in die Arktis verursacht, aber auch durch Schifffahrt und Fischfang in der Arktis selbst. Ob die Plastikpartikel im Arktischen Ozean verbleiben oder in welche Meeresgebiete sie weiter transportiert werden, können die Forscherinnen und Forscher noch nicht ausreichend beurteilen.

Schwimmende Plastikteilchen werden auch häufig von Bakterien und Algen besiedelt. Dadurch werden sie schwerer und sinken in Richtung Meeresboden. AWI-Fachleute fanden kürzlich am Meeresboden der Framstraße tatsächlich hohe Mikroplastik-Konzentrationen von 6.500 Kunststoffteilchen pro Kilogramm Tiefseeboden, wie sie in der Nature Communications berichten.

Quellen und weitere Informationen

Peeken, I., Primpke, S., Beyer, B., Gütermann, J., Katlein, C., Krumpen, T., Bergmann, M., Hehemann, L., Gerdts, G., 2018: Arctic sea ice is an important temporal sink and means of transport for microplastic. NATURE COMMUNICATIONS.