Forschung zur Mikroplastikbelastung in Weser und Nordsee an der Jacobs University
17. Juni 2021
Sie sind kleiner als fünf Millimeter und sie sind nahezu überall: in der Weser, im Wattenmeer, in der Nordsee. Die Verschmutzung der Gewässer mit Mikroplastikpartikeln ist ein großes Umweltproblem. Das Mikroplastik lagert sich im Sediment ab, Meeresbewohner nehmen es auf und über die Nahrungskette schließlich auch der Mensch. Wie weit verbreitet sind diese Partikel in unserer maritimen Umwelt tatsächlich? Und wie toxisch sind sie? Das sind einige der Fragen, zu denen Wissenschaftler:innen der Jacobs University Bremen derzeit Disziplin übergreifend forschen.
Die Mikrobiologin Lisa Roscher konzentriert sich in ihrer Doktorarbeit auf die Verbreitung und Identifikation von Mikroplastik im Wesermündungsgebiet, in Weser und Fulda. Die Nachwuchswissenschaftlerin untersucht unter anderem, ob die Abwässer von zwei Kläranlagen an den Flüssen als Verschmutzungsquellen mit Mikroplastikpartikeln zu erkennen sind. Ihre Arbeit ist Teil einer Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung mit Namen „PLAWES“. Weltweit einmalig wird erstmals umfassend die Mikroplastikbelastung eines großen Flusseinzugsgebietes, des Modellsystems Weser – Nationalpark Wattenmeer, untersucht.
Regionale Prozesse beeinflussen die Mikroplastikkonzentration ganz entscheidend. Zu dieser Auffassung ist Claudia Lorenz in ihrer Doktorarbeit gelangt. Sie hat die räumliche Verteilung von Mikroplastik unterschiedlicher Typen und Größen sowohl im Sediment als auch im Oberflächenwasser der südlichen Nordsee erforscht. Einer der Hotspots im Oberflächenwasser ist das Rhein-Maas-Delta. Die höchste Konzentration im Sediment fand sich in einem zentraleren Gebiet der südlichen Nordsee. Die Zusammensetzung der verschiedenen Mikroplastik-Typen unterschied sich deutlich zwischen Sediment und Oberflächenwasser. Ein gemeinsames Merkmal: Der Großteil des Mikroplastiks war kleiner als 0,1 Millimeter.
Obwohl die Verschmutzung der Nordsee mit Mikroplastik seit längerem bekannt ist, fehlt es oft noch an zuverlässigen Daten über deren Verbreitung. Diese Lücke will Fangzhu Wu mit ihrer Doktorarbeit schließen. In ihrer Forschung beschäftigt sie sich mit dem räumlich-zeitlichen Auftreten von Mikroplastik, mit Hotspots und möglichen Mikroplastikquellen und -senken in der Nordsee. Alle drei Doktorandinnen, Fangzhu Wu, Lisa Roscher und Claudia Lorenz, gehören zur Forschungsgruppe von Dr. Matthias Ullrich, Professor für Mikrobiologie an der Jacobs University. Ihre Promotionsprojekte werden an der Biologischen Forschungsstation Helgoland des Alfred-Wegner-Institut für Polar- und Meeresforschung durchgeführt, wo Dr. Gunnar Gerdts und sein Forschungsteam die Doktorandinnen aufnehmen und betreuen.
Wie giftig aber sind Mikroplastikpartikel tatsächlich? Ein Verfahren zur schnellen Analyse der Kleinstteile und ihrer Eigenschaften will Dr. Patrice Donfack, Postdoktorand in der Arbeitsgruppe von Dr. Arnulf Materny, Professor für Chemische Physik an der Jacobs University, entwickeln. Auf ihren Oberflächen lagern sich Algen und Bakterien. Dieser Biofilm könnte potenziell zu einem rascheren Abbau des Kunststoffs führen, bindet aber auch mögliche toxische Substanzen. Mithilfe der sogenannten Raman-Spektroskopie will die Arbeitsgruppe ein Analysesystem schaffen, das es zum Beispiel Behörden erlaubt, die Belastungen schneller zu erkennen. Die Forschung wird in enger Zusammenarbeit mit anderen Forschungsgruppen und Industriepartnern durchgeführt.
Ob schwimmende Müllschlucker wie das Projekt „Ocean Cleanup“ einen nachhaltigen Beitrag zur Reinigung der Meere von Plastikmüll leisten können, hat Dr. Agostino Merico, Professor für Ökologische Modellierung an der Jacobs University Bremen, untersucht. Angesichts der riesigen Mengen, die täglich in den Ozeanen enden, sei deren Beitrag eher gering und womöglich sogar kontraproduktiv, so seine Schlussfolgerung. Denn sie erweckten den Eindruck, es gebe eine einfache Lösung. Es könne aber nur eine Antwort auf das Müllproblem geben, so Professor Merico: „Wir müssen die Produktion von Kunststoffen einstellen und alternative, nachhaltigere Lösungen wie die Verwendung biologisch abbaubarer Materialien fördern.“
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Über die Jacobs University Bremen:
In einer internationalen Gemeinschaft studieren. Sich für verantwortungsvolle Aufgaben in einer digitalisierten und globalisierten Gesellschaft qualifizieren. Über Fächer- und Ländergrenzen hinweg lernen, forschen und lehren. Mit innovativen Lösungen und Weiterbildungsprogrammen Menschen und Märkte stärken. Für all das steht die Jacobs University Bremen. 2001 als private, englischsprachige Campus-Universität gegründet, erzielt sie immer wieder Spitzenergebnisse in nationalen und internationalen Hochschulrankings. Ihre mehr als 1.500 Studierenden stammen aus mehr als 110 Ländern, rund 80 Prozent sind für ihr Studium nach Deutschland gezogen. Forschungsprojekte der Jacobs University werden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft oder aus dem Rahmenprogramm für Forschung und Innovation der Europäischen Union ebenso gefördert wie von global führenden Unternehmen.
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