Studie untersucht Mikroplastikbelastung in der Rheinaue bei Langel in Köln

Mikroplastik kann sich in Flussauen ablagern und in tiefere Bodenbereiche transportiert werden. Die lokale Topografie, die Überschwemmungsfrequenz und die Bodenbeschaffenheit sind für die Menge der abgelagerten Plastikpartikel und deren mögliche Verlagerung in die Tiefe verantwortlich. Das ist das zentrale Ergebnis einer Studie von Forscher:innen der Universitäten Köln und Bayreuth unter der Leitung von Professorin Dr. Christina Bogner vom Geographischen Institut der Universität zu Köln und Dr. Martin Löder von der Universität Bayreuth. Das Forschungsteam untersuchte die Rheinaue Langel-Merkenich nördlich von Köln auf drei
Probenahmelinien in zunehmenden Abstand vom Fluss jeweils in zwei Bodentiefen auf die Mikroplastikbelastung. Das Forschungsteam ist Teil des DFG-Sonderforschungsbereichs 1357 Mikroplastik. Der aus den Untersuchungen resultierende Artikel „Flooding frequency and floodplain topography determine abundance of microplastics in an alluvial Rhine soil“ ist bei Science of the Total Environment erschienen.
Es ist bekannt, dass über Flüsse Mikroplastik in Richtung der Ozeane transportiert wird. Unklar ist, ob alle Partikel letztlich dort landen. Während des Weges in Richtung Meer interagieren Mikroplastikpartikel nicht nur mit Flusssedimenten, sondern können sich auch in den Uferbereichen ablagern. Forscher:innen der Universität zu Köln und der Universität Bayreuth untersuchten in Überflutungsbereichen des Rheins, ob bei größeren Überschwemmungen ein Teil des Mikroplastiks auf den überschwemmten Flächen verbleibt. Besonders interessierten sich die Wissenschaftler:innen dafür, wie sich das Mikroplastik in den überschwemmten Böden verteilt und ob es in tiefere Bodenhorizonte gelangt.
Um diese Frage anzugehen, sammelte das Team in der Rheinaue Bodenproben in zwei verschiedenen Tiefen (0-5 cm und 5-20 cm) entlang dreier Probenahmelinien mit Messpunkten mit zunehmendem Abstand zum Fluss und bestimmten die Häufigkeit von Mikroplastik mittels Mikro-Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie (mikroFTIR Spektroskopie). Dieses Verfahren ermöglicht eine eindeutige Charakterisierung der Plastiksorte jedes untersuchten Partikels bis zu einer minimalen Partikelgröße von 10 µm über die Messung seines chemischen Fingerabdrucks. Die Menge an Mikroplastik pro Kilogramm trockenen Bodens schwankte zwischen 25.502 und 51.119 Partikeln in den obersten 5 cm und zwischen 25.616 und 84.824 Partikeln im tieferen Boden (5-20 cm). Ungefähr 75 Prozent der Partikel waren kleiner als 150 µm.
Bei ihren Untersuchungen stellten die Forscher:innen fest, dass die Verteilung der Mikroplastikpartikel im Wesentlichen von zwei Faktoren abhängt: einerseits von der Beschaffenheit und dem Bewuchs der Bodenoberfläche und andererseits davon wie häufig die untersuchte Stelle überschwemmt wird. So können sich im Laufe der Überschwemmungen vor allem in den Senken Mikroplastikpartikel in den Rheinauen anreichern und werden an Stellen, die durch Grasbewuchs vor Erosion geschützt sind und in denen Regenwurmaktivität festgestellt wurde, auch in tiefere Schichten der Bodenhorizonte verlagert.
„Je kleiner das Mikroplastik ist, umso eher wird es von Bodenlebewesen aufgenommen und kann sie möglicherweise negativ beeinflussen. Wie genau und in welchen Mengen Mikroplastik für Bodenlebewesen schädlich sein kann, erforschen wir neben der Entstehung und dem Transportverhalten von Mikroplastik in der Umwelt im SFB Mikroplastik“, sagt Doktorand Markus Rolf. Professorin Dr. Bogner fügt hinzu: „Unser interdisziplinärer Ansatz kann auch auf andere Überschwemmungsgebiete übertragen werden, um die entsprechenden Prozesse aufzuklären. Informationen aus solchen Untersuchungen sind sowohl für die Lokalisierung potenzieller Mikroplastiksenken für Probenahmepläne als auch für die Identifizierung von Gebieten mit erhöhter Bioverfügbarkeit von Mikroplastik für eine angemessene ökologische Risikobewertung von wesentlicher Bedeutung.“
Inhaltlicher Kontakt:
Professorin Dr. Christina Bogner
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christina.bogner@uni-koeln.de

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r.hahn@verw.uni-koeln.de

Veröffentlichung:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969722022343

Verantwortlich: Dr. Elisabeth Hoffmann – e.hoffmann@verw.uni-koeln.de