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Biologie | Umwelt
Fabia Lauper, 2001 | Untervaz, GR
Flüsse sind die Transportwege von Kunststoffen und spielen deswegen eine überaus wichtige Rolle bei der Kontamination der Meere. Das vielseitig einsetzbare Material Plastik zerkleinert sich zu Mikroplastik oder wird schon als solches hergestellt. Das anthropogene Produkt bleibt in der Natur lange Zeit erhalten und kann von Tieren aufgenommen werden. Es ist daher von grosser Bedeutung, die Eintragswege von Mikroplastik in die Flüsse ausfindig zu machen, um die Kontamination zu vermindern oder gar zu stoppen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Erhebung der Konzentration und Zusammensetzung von Mikroplastik in der Plessur, einem Fluss in Graubünden in einer nicht urbanen Zone. Ebenfalls sollte der Einfluss des gereinigten Abwassers, das durch Abwasseranlagen in das Gewässer geleitet wird, aufgezeigt werden. Die Wasserproben wurden mit einem Planktonnetz erhoben und durchliefen anschliessend eine enzymatische Verdauung. Dadurch konnten die Partikel zuverlässiger als Mikrop
Fragestellung
(I) Lässt sich Mikroplastik in einem alpinen Zufluss zum Rhein, der Plessur, nachweisen?
(II) Steigt die Konzentration entlang der Fliessrichtung an? (III) Spielen die Abwasseranlagen bei der Kontamination der Plessur eine Rolle? (IV) Kann eine erhöhte Mikroplastikkonzentration direkt nach den Abwasseranlagen festgestellt werden?
Methodik
Es wurden Wasserproben an sechs verschiedenen Orten, unter Einbezug der vorhandenen Kläranlagen, an drei unterschiedlichen Probetagen mit einem Planktonnetz entnommen. Ausserdem wurden pro Probedatum jeweils zwei Proben des Rheins entnommen, der schon positiv auf Mikroplastik untersucht worden war. Das vom Planktonnetz zurückgehaltene Material wurde mittels einer Enzymverdauung bestmöglich von allen organischen Stoffen gesäubert und mit einer Dichteseparation von Sedimenten getrennt. Im folgenden Schritt wurden die potenziellen Plastikpartikel mit einem Binokular und einem Mikroskop mithilfe bestehender Mikroplastikkriterien identifiziert, in Mikroplastikformen eingeteilt und gezählt. Grössere Plastikteilchen, wie Fragmente und Faseransammlungen, wurden mit einem FT-IR Spektroskop untersucht, um die optische Untersuchung zu verifizieren. Zum Schluss wurde die Mikroplastikkonzentration aus der Fliessgeschwindigkeit der jeweiligen Wasserstelle und der Anzahl gefundener Plastikteilchen errechnet.
Ergebnisse
Mikroplastik wurde in allen Wasserproben der verschiedenen Lokalitäten und Probedaten nachgewiesen. Die Konzentration stieg von 2.423 Partikel m-3 ab Arosa (P1) auf 4.011 Partikel m-3 bei der Mündung in den Rhein (P6). In den Proben nach den Abwasseranlagen konnte ein höherer Anteil Mikroplastik festgestellt werden als in den Proben unmittelbar vor den Anlagen. 93 Prozent der gefundenen Mikroplastikpartikel wurden als Fasern identifiziert, 4 Prozent der Partikel waren Fragmente und nur 2 Prozent Pellets.
Diskussion
Dass in allen Proben Mikroplastik nachgewiesen werden konnte, bestätigt die Allgegenwärtigkeit von Plastik und die Resultate anderer Studien. Die in die Plessur eintragenden Abwasseranlagen hatten einen messbaren Einfluss auf die Mikroplastikkonzentration des Wassers. Mikroplastik konnte aber schon bei den Proben in Arosa ohne den Eintrag des gereinigten Abwassers nachgewiesen werden. Dies könnte man auf eine luftbedingte Kontamination, den sogenannten Fallout, zurückführen. Plastikfasern, die leicht durch den Wind verbreitet werden können, fanden sich am häufigsten in den Proben. Eine andere Erklärung für das dominante Vorkommen von Plastikfasern unter den identifizierten Mikroplastikteilchen könnte die Kontamination durch Kunststofffasern von Kleidung sein.
Schlussfolgerungen
Mit dieser Arbeit konnte Mikroplastik zum ersten Mal bereits in einem Nebenfluss des Rheines in Graubünden festgestellt werden. Eine Verbesserung der Reinigungsmethode der Abwasseranlagen, standardisierte Messmethoden, die Einführung von Grenzwerten der Mikroplastikkonzentration, Verbot von Mikroplastik in Kosmetikprodukten und mehr Aufklärung der Gesellschaft über das Thema Mikroplastik wären anzustrebende Ziele, um die Mikroplastikverschmutzung der Gewässer zu vermindern.
Würdigung durch den Experten
Dr. Angelo Bolzern
In Ihrer Arbeit zeigt Fabia Lauper großes Engagement für ein aktuelles Thema. Mit einer präzisen Fragestellung, einem gut gewählten Probendesign und Ausdauer im Labor konnte sie Mikroplastikverunreinigungen in einem kleinen Nebenfluss des Rheins nachweisen und die Kläranlagen als eine Quelle identifizieren. Fabia Lauper zeigt gesunde Selbstkritik und zeichnet sich durch starke Zielorientiertheit aus, indem sie ihre Resultate gleich als Argumente für die praktische Verbesserung der Situation einsetzt: Sie fordert bessere Reinigungsmethoden bei Kläranlagen und Aufklärung der Gesellschaft.
Prädikat:
sehr gut
Bündner Kantonsschule, Chur
Lehrer: MSc Peduzzi Stefano