Internationale Messstandards für Mikroplastik in Fließgewässern

14.12.2023

Forschende der BfG waren Ende November zusammen mit ihren Partnern aus Österreich und der Schweiz zur Schwebstoff- und Mikroplastikmessung unterwegs auf dem Oberrhein nahe der schweizerischen Grenze. Ziel der länderübergreifenden Messkampagne: Die unterschiedlichen Methoden vergleichen, um gemeinsame Standards entwickeln zu können.

Gemeinsame Mikoplastikbeprobung auf der MS Freiburg mithilfe von Mantranetzen.
Quelle: BAFU/Zomer Liam Gemeinsame Mikoplastikbeprobung auf der MS Freiburg mithilfe von Mantranetzen.

Bei der Messung waren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der BfG, der Eawag, der Technischen Universität Wien, der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich, der Universität Basel und des Karlsruher Institut für Technologie mit an Bord der MS Freiburg. Gemessen wurde auf dem Schiff der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes unterhalb der Palmrainbrücke in Weil am Rhein und zeitgleich in der dort befindlichen Rheinüberwachungsstation (RÜS) der Stadt Basel. Die Messungen umfassten das Sammeln von Mikroplastik mithilfe sogenannter Mantranetze in drei Tiefen und die sondengestützte Trübungs- und Schwebstoffmessung.

Der BfG-Sondenrahmen wird mit einem 100kg-Gewicht in das Wasser gelassen.
Quelle: BAFU/Zomer Liam Der BfG-Sondenrahmen wird mit einem 100kg-Gewicht in das Wasser gelassen.

Zudem wurden Wasserproben aus unterschiedlichen Tiefen genommen und zentrifugiert, um u. a. die Mikroplastik-Konzentration und den Schwermetallgehalt zu bestimmen. Mithilfe von Messungen des Radiokohlenstoffes wurde auch das Alter der Schwebstoffe bestimmt.

Hohe Schwebstoffgehalte bei Hochwasser

Messung der Strömungsgeschwindigkeit und der Korngrößenzusammensetzung mittels ADCP und Multi-Frequenz Echo von einem Trimaran durch die Technische Universität Wien.
Quelle: BAFU/Zomer Liam Messung der Strömungsgeschwindigkeit und der Korngrößenzusammensetzung mittels ADCP und Multi-Frequenz Echo von einem Trimaran durch die Technische Universität Wien.

Das Hochwasser am Rhein mit einem Abfluss zwischen 3000 bis 3200 Kubikmetern pro Sekunde und Fließgeschwindigkeiten zwischen vier bis fünf Meter pro Sekunde stellte eine erhebliche Herausforderung für die Messungen auf der MS Freiburg dar. Die Lage bot den Forschende die einmalige Gelegenheit, Messungen bei erhöhten Schwebstoffgehalten in der Wassersäule durchzuführen. Da Mikroplastik zu den Schwebstoffen zählt, können mit den Ergebnissen dieser Messungen auch Rückschlüsse auf den Mikroplastikgehalt gezogen werden.

International einheitlichen Standards

Einsatz der Zentrifuge der Eawag zur Probennahme von Mikroplastik. Über eine Tauchpumpe wurden aus unterschiedlichen Tiefen 5L und 20L Wasserproben in die Zentrifuge gepumpt.
Quelle: BAFU/Zomer Liam Einsatz der Zentrifuge der Eawag zur Probennahme von Mikroplastik. Über eine Tauchpumpe wurden aus unterschiedlichen Tiefen 5L und 20L Wasserproben in die Zentrifuge gepumpt.

„Noch immer gibt es keine international gültigen Standards bei der Bestimmung der Mikroplastikkonzentrationen in Oberflächengewässern“, erklärt Dr. Thomas Hoffmann von der BfG, der Mitorganisator der internationalen Messkampagne. „Das wollen wir ändern. Aber zur Entwicklung von Standards fehlen uns noch grundlegende Kenntnisse und Daten zum Mikroplastiktransport in Flüssen. Der zeitgleiche Einsatz verschiedener Messmethoden liefert hierzu wertvolle Erkenntnisse.“ Die Ergebnisse unterstützten laut dem Geographen die Wissenschaftler/-innen, Unterschiede der verschiedenen (nationalen) Messtechniken zu ermitteln. Sie könnten so zukünftig einheitliche Datensätze zum Schwebstoff- und Plastiktransport erhalten. Hoffmann betont dabei: „Die enormen Herausforderungen bei der Probennahme und der Analyse der Mikroplastikkonzentration erfordern internationale Kooperationen, wie die durchgeführte Messkampagne hier am Rhein.“

Wie wichtig einheitliche Standards sind, zeigt auch eine aktuelle Veröffentlichung der BfG in dem Fachjournal „Water Research“ (wir berichteten). Die BfG-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler zeigen in der Publikation, dass einheitliche Bezugseinheiten bei der Berechnung der Mikroplastik-Konzentrationen im Wasser zu validen Ergebnissen führen können, von denen alle gemeinsam profitieren.

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