Mikroplastik – eine unterschätzte Gefahr

Mikroplastik – eine unterschätzte Gefahr
Mikroplastikuntersuchungen am Zürcher Obersee
Verfasser: Rino Hosennen (email: [email protected])
Betreuer und Gutachter: Berger Felix (email: [email protected])
Zusammenfassung
Im Rahmen dieser Maturitätsarbeit wurden Untersuchungen zum Umweltproblem Mikroplastik
durchgeführt. Dabei handelt es sich um Kunststoffpartikel, die eine Grösse kleiner als fünf Millimeter
aufweisen, die sich in der Umwelt, vor allem in Gewässer, immer mehr akkumulieren und
schwerwiegende Auswirkungen auf das Ökosystem und seine Bewohner haben.
Für die Untersuchungen wurde der Obersee als Forschungsgebiet ausgewählt, der im Zuge der ersten
schweizerischen Bestandsaufnahme nicht untersucht wurde und somit die Lage hinsichtlich der
Mikroplastikverschmutzung noch unbekannt war.
Einerseits wurde eine Bestandsaufnahme am Obersee durchgeführt, wobei fünf ausgewählte Strände
durch die Beprobung des Strandgutes auf Mikroplastik untersucht wurden.
Andererseits wurde die Lage der Kläranlagen genauer betrachtet und zu dem Zwecke wurden Proben
von zwei am Obersee gelegenen Abwasserreinigungsanlagen untersucht, um so herauszufinden, wie
stark das Abwasser mit Mikroplastik verschmutzt ist und wie viel Mikroplastik tatsächlich über den
Weg des Abwassers in die Umwelt, in diesem Fall in den Zürcher Obersee, gelangt.
Die Methode wurde aus Faure et al. (2014) adaptiert, eine bewährte und oft verwendete Technik. Es
wurden allerdings auch Teile des methodischen Vorgehens selber im Rahmen dieser Arbeit erarbeitet
und getestet.
Durch die Untersuchung der Strandproben konnten starke regionale Unterschiede der
Mikroplastikbelastung registriert werden, an einzelnen Stränden wurden sehr grosse
Mikroplastikkonzentrationen nachgewiesen. Zudem konnte eruiert werden, dass in Fliessrichtung des
Gewässers die Mikroplastikpartikelzahl zunimmt, sodass eine progressive Degradation von grösseren
Plastikpartikel in mehrere kleinere Partikel in Fliessrichtung vermutet wird.
Das Übergewicht machten Folien und Fragmente aus, die vorwiegend aus PE (Polyethylen) und PS
(Polystyrol) bestanden, die typischerweise für die Herstellung von Verpackungen verwendet werden,
sodass weggeworfene und liegengelassene Verpackungen (Plastikabfall) als primäre Quelle des
Mikroplastiks im Obersee vermutet werden.
Ausserdem konnte festgestellt werden, dass Standorte mit einer hohen Bevölkerungszahl auch eine
erhöhte Mikroplastikverschmutzung aufweisen, sodass ein möglicher Zusammenhang zwischen der
Bevölkerungszahl und der lokalen Mikroplastikverschmutzung vermutet wird.
Im Abwasser der Abwasserreinigungsanlagen konnte sowohl primäres wie auch sekundäres
Mikroplastik nachgewiesen werden. Darunter Basispellets aus der Industrie, Mikrokügelchen aus
Kosmetika (Primäres Mikroplastik) sowie aus Textilien ausgewaschene synthetische Kleidungsfasern
(Sekundäres Mikroplastik). Diese tragen jedoch nur einen kleinen Teil zur Gesamtmenge bei. Vor
allem bei einer Kläranlage konnten enorme Mengen an Kunststofffragmenten industriellen Ursprungs
festgestellt werden, als Folge der Einleitung von unbehandeltem Abwasser in die Kanalisation einer
oder mehrerer kunststoffverarbeitenden Firmen, die dieser ARA angeschlossen sind.
Ausserdem konnte das Unvermögen der Abwasserreinigungsanlagen, das Abwasser vollständig von
Mikroplastikpartikel zu befreien, bestätigt werden.
Danksagung
An dieser Stelle möchte ich mich bei der Pädagogische Hochschule St. Gallen und besonders Prof. Dr.
Nicolas Robin, Leiter Institut Fachdidaktik Naturwissenschaften der PHSG, für Bereitstellung des
Infrarot-Spektroskopiegerätes und Ing. HTL Markus Roth, wissenschaftlicher Assistent der PHSG,
sowie Gisela Wirz, wissenschaftliche Assistentin der PHSG, für die Unterstützung im Labor
bedanken.
Abstract
Microplastics, plastic particles which are smaller than five millimetres, are a global environmental
problem that has met increasing public interest in the past few years. The particles can end up in the
environment in various ways and have numerous examined and suspected adverse effects whereupon
also danger to humans is suspected. Nevertheless, the knowledge about the situation in inland waters
is little. In this work, a survey was conducted on the Obersee (Lake Zurich). Therefor the flotsam of
five beaches was examined. In addition, investigations in two riparian clarification plants were carried
out. The samples were analysed with an elaborated methodical approach based on scientifically proven
methods. Beside a quantification, a qualitative analysis was made and the microplastic particles were
sorted after type (fragments, foils, foamed plastics, pellets, cosmetic beads, fibres) and composition
(PE-HD, PE-LD, PET, PP, PS, PVC, CA, PC, PMMA, PA). In all samples examined microplastics
was found. Due to fluctuating results of the beach studies, regional differences in pollution could be
detected. On the basis of the qualitative analysis, plastic waste is suspected as the primary source of
microplastic particles in the Obersee. In addition, a possible progressive degradation of the plastic
particles in the flow direction of the water could be determined. In wastewater a large amount of
industrial plastic fragments was detected. Generally, the results correspond extensively with the
expectations and conform to a large extent with the results of the first Swiss survey. There remain
many unanswered questions that require clarification and solutions.

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