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Mikroplastik im Wasserkreislauf

Das interdisziplinäre Forschungsprojekt MiWa widmete sich grundlegenden Fragestellungen zur Analytik und Wirkung von Mikroplastik-Partikeln im Wasserkreislauf. Es wurden Methoden der Umweltprobennahme, der Probenaufbereitung und verschiedene Detektionsverfahren zur Charakterisierung und Quantifizierung von Mikroplastik intensiv untersucht, miteinander verglichen und weiterentwickelt. Öko- und humantoxikologische Untersuchungen dienten dem Zweck, die potenziell von Mikroplastik ausgehende Gefährdung für die aquatische Umwelt und den Menschen zu analysieren und zu bewerten. Eine Harmonisierung und Standardisierung von Methoden der Probennahme, Probenaufbereitung und Mikroplastik-Detektion sind trotz der erheblichen Fortschritte derzeit nur teilweise möglich. Die ökotoxikologischen Studien zeigen zwar die Aufnahme von Mikroplastik-Partikeln durch einige Organismen, jedoch konnte bisher keine schädigende Wirkung nachgewiesen werden. Dabei wurden für eine Auswahl aquatischer Modellspezies sowohl Szenarien direkter als auch indirekter Exposition innerhalb einer Nahrungskette betrachtet. Interaktionen mit menschlichen Modellzellen wurden bislang nur bei Mikroplastik-Partikeln mit Größen weit unterhalb von 1 Ìm (also Nanoplastik) beobachtet. Eine umfassende Bewertung ist bislang nicht möglich. Quelle: https://depositonce.tu-berlin.de

Relevance of nano- and microplastics for freshwater ecosystems: A critical review

The current paper critically reviews the state-of-the-science on (1) microplastics (MP) types and particle concentrations in freshwater ecosystems, (2) MP and nanoplastics (NP) uptake and tissue translocation, (3) MP/NP-induced effects in freshwater organisms, and (4) capabilities of MP/NP to modulate the toxicity of environmental chemicals. The reviewed literature as well as new data on MP and NP concentrations in the river Elbe and on particle uptake into human cells indicate an environmental relevance of small particles in the low nano- and micrometer range higher than that of larger MP. © 2018 Elsevier B.V. All rights reserved.

Online-Tagung der KBU zum Weltbodentag 2020

Online-Tagung der KBU zum Weltbodentag 2020 „Kunststoffe in der Umwelt – Ein Problem für unsere Böden, oder nur falscher Alarm?“ am 3. Dezember 2020 Kleinste Kunststoffpartikel finden sich bereits in allen Umweltkompartimenten (Boden, Wasser und Luft). In den Boden kann Mikroplastik direkt oder indirekt vor allem aus Quellen wie Kosmetika, Reinigungsmitteln, Kunststofferzeugnissen, Littering, Sekundärrohstoffdüngern und Straßenverkehr gelangen. Boden der uns für die Erzeugung und Produktion von Nahrungsmitteln dient und der als Filter und Schutzschicht unser Trinkwasser schützt. Anhand erster Untersuchungen liegt die Vermutung nahe, dass der Eintrag von Kunststoffen in den Boden beträchtlich ist. Hauptquellen für den Eintrag der Kunststoffpartikel sind nach vorliegenden Untersuchungen vor allem von Straßen abgeschwemmte Reifenpartikel, fragmentierte Plastikfolien aus der Landwirtschaft, Klärschlamm sowie mit Plastikteilchen verunreinigte Biokomposte und Gärprodukte. Im Detail wird dies in den verlinkten Vorträgen ausgeführt. Die Tagung fokussierte auf die folgenden drei Fragen: Wo stehen wir mit unserem Wissen? Was können und müssen wir tun? Wo bestehen Möglichkeiten zur Reduzierung der Einträge in den Boden? Über 300 Teilnehmende aus Deutschland, Österreich und der Schweiz nahmen an der online-Veranstaltung teil. Hier finden Sie das Ergebnispapier . Block 1: Wo stehen wir mit unserem Wissen? Grußwort (Mechthild Caspers, Referatsleiterin im ⁠ BMU ⁠) Warum dieses Thema? (Prof. Dr. P. Grathwohl, KBU) Kunststoffe in Böden: ja, und? (Dr. C. Schulte, ⁠ UBA ⁠, Leiter der Abteilung II 2 „Wasser und Boden“) Reifenpartikel – vom Fahrzeug bis in den Boden (Prof. Dr. M. Barjenbruch, D. Venghaus, TU Berlin) Mikrokunststoffe in Produkten aus Bioabfall – Einträge in Böden (Prof. Dr. M. Kranert, Universität Stuttgart) Block 2: Dialogforum mit kurzen Eingangsstatements Wie minimiert man Plastik bei der Bioabfall-Sammlung? (J.  Ohde u. Y. Eger, GAB Umwelt Service, Pinneberg) Wie entfernt man Plastik aus Kompost? (M. Balhar, Geschäftsführer Gütegemeinschaft Ost) Klärschlamm als Senke für Mikroplastik jetzt und in Zukunft? (Dr. K. Bauerfeld ,TU Braunschweig) Agrarfolien – Verwertung erfolgreich? (M. Dambeck, Geschäftsführer RIGK GmbH) Block 3: Podiumsdiskussion: Nächste Schritte - Was müssen wir tun? Dr. L. Busse UBA, Leiterin des Fachbereichs II (Gesundheitlicher Umweltschutz, Schutz der Ökosysteme); M. Dambeck, Geschäftsführer RIGK GmbH; P. Heldt Verbraucherzentrale NRW; Prof. Dr. M. Kranert, Universität Stuttgart, Institut für Siedlungswasserbau Block 4: Schlussdialog: Prof. Dr. Bernd Hansjürgens (Vorsitzender der KBU) und Prof. Dr. Peter Grathwohl (KBU) Im Ergebnis wurden folgende Punkte aus der Tagung herausgestellt: Vorsorgeprinzip, d.h., Minimierung der Stoffeinträge als wichtigstes Gebot Vorsorge- und Prüfwerte für den Boden Vermeidung persistenter Stoffe, möglichst weniger persistente Materialien in Verkehr zu bringen Stoffströme prüfen und optimieren (Komposte, Gärrückstände usw.) Mikroplastik aus Abfallströmen generieren thermische Verwertung voranbringen Im Bereich Forschung sieht die KBU folgende Schwerpunkte: standardisierte Analytik von Plastik in der Umwelt, mehr Kenntnis über Abbauprozesse im Boden, Wirkungen von Nanoplastik, Prozesse beim Zerfall vom MP unter UV-Strahlung weitere technische Methoden zur Abtrennung von Plastikmaterialien aus den Abfallströmen. Verfahrensentwicklung, um Störströme zu isolieren

Mikro-Kunststoffe

Die zunehmende Verunsicherung über die weltweite Verwendung von riesigen Mengen an Plastikmaterialien sowie deren Verbleib in der Umwelt als Mikro- bzw. Nanoplastik bedürfen insgesamt einer kritischen Bewertung. Schätzungen zufolge treiben ca. 100 Mio. Tonnen Müll in den Weltmeeren. Etwa Dreiviertel davon bestehen aus Kunststoffen und jährlich kommen bis zu 6,4 Mio. Tonnen hinzu. Neben den marinen Ökosystemen sind zunehmend auch Binnengewässer durch Kunststoffe belastet. Neben Makro-Kunststoffen (> 25 mm) ist insbesondere die Anreicherung von Mikroplastik in Ökosystemen und Organismen problematisch. Als Mikroplastik (< 5 mm) werden Kunststoffpartikel bezeichnet, die in mikroskopischer Größe hergestellt werden (primäres Mikroplastik) und in Kosmetika und Reinigungsmitteln zum Einsatz kommen. Zum anderen entsteht Mikroplastik in der Umwelt in großen Mengen durch die Zersetzung von größeren Plastikteilen (sekundäres Mikroplastik). Der LUBW-Bericht „Mikro-Kunststoffe: Grundlagen und Sachstand" soll dazu beitragen, einen Überblick über den derzeitigen Kenntnisstand zu Herkunft, Zusammensetzung und Auswirkungen von Kunststoffabfällen auf die Umwelt zu geben. LUBW-Bericht: „Mikro-Kunststoffe: Grundlagen und Sachstand"

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Fachbereich Biologie, Institut für Pflanzenwissenschaften und Mikrobiologie, Abteilung Mikrobiologie und Biotechnologie durchgeführt. PLASTISEA bringt sehr umfangreiche und herausragende Expertise aus der Metagenomik, dem Protein-Engineering, der marinen Mikrobiologie sowie den Zugang zu einzigartigen biologischen Proben zusammen, um für das dringende Problem der Plastikverschmutzung im Meer nach Lösungsansätzen zu suchen. Im Rahmen von PLASTISEA werden neue und verbesserte Enzyme sowie Mikroorganismen zum Abbau von synthetischen Polymeren (PET, PU, PE, PA) verfügbar gemacht. Zudem werden hochinnovative Strategien und Technologien zur Entfernung von Meeresplastik bis hin zur Machbarkeitsstudie entwickelt. Wirklich einmalige marine Metagenombanken, Proben vom Nord-Atlantischen Müllstrudel, über Jahre auf Plastikfolien gewachsene Biofilme aus der Nordsee, sowie umfangreiche existierende Stammsammlungen z.B. von heißen Hydrothermalquellen werden nach neuen Enzymen mittels in silico und in vitro Methoden durchmustert. Darauf aufbauend und unter Verwendung von Multiplattform-Expressionstechnologien wird die größte Sammlung an Plastikaktiven Enzymen erstellt. Zusätzlich wird eine umfangreiche Stammsammlung von Plastikabbauenden Bakterien und Pilzen erstellt. In einem weiterführenden Ansatz werden die besten Enzyme sowie die effizientesten Mikroorganismen in innovativen biotechnologischen Prozessen in Machbarkeitsstudien ('proof of concept stage') implementiert. Hierzu werden Plastizyme an Ankerpeptide gekoppelt, auf Oberflächen gebracht sowie deren Bindeeigenschaften (Bindung, Hydrolyse, Abbau) von Nano- und Mikroplastik unter natürlichen Bedingungen im Meerwasser getestet. Darüber hinaus werden neue Sensoren für den Nachweis von Mikro- und Nanoplastik etabliert. Zusammenfassend wird PLASTISEA die Attraktivität der marinen Biotechnologie durch die Entwicklung eines synthetischen Polymer-abbauenden Werkzeugkastens stärken und profitabler machen und es werden marine biologische Ressourcen für eine zukünftige Bio-basierte Ökonomie verfügbar gemacht.

Teil 3

Das Projekt "Teil 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BEM Umweltservice GmbH durchgeführt. Sammelmedien wie Beutel aus biologisch abbaubaren Kunststoffen (BAW-Beutel) oder wachsbeschichtete Papiertüten könnten eine Lösung zur Vermeidung der Verunreinigung kommunaler Bioabfälle durch Fehlwürfe darstellen. Bei einer (fast) 100%igen Verdrängung von Sammelmedien aus nicht biologisch abbaubaren Kunststoffen sind der gemeinsame Eintrag bzw. die gemeinsame Verarbeitung mit dem Bioabfall denkbar. Sinnvoll ist der Einsatz der bioabbaubaren Sammelmedien jedoch nur dann, wenn sie sich rasch vollständig zersetzen ohne dass es dabei zur Bildung von großen Mengen an Mikro- und Nanoplastik kommt. Im Rahmen dieser Studie wird in mehreren Landkreisen die Verdrängung von Nicht-BAW-Kunststoffbeuteln durch BAW-Beutel und wachsbeschichtete Papiertüten unter praxisrelevanten Bedingungen, begleitet von einer Informations- und Befragungskampagne, erforscht und ausgewertet. Der Bioabfall wird gesondert gesammelt, analysiert nach BGK und zu Bioabfallverwertungsanlagen gebracht. Im Anschluss wird das Verhalten der Sammelmedien hinsichtlich technischer Probleme und der Zersetzungsprozesse in den Anlagen erforscht. Die in den Anlagen produzierten Komposte und etwaige Tütenfragmente werden für Praxis- und Laborstudien der Umweltrelevanz bereitgestellt, in denen Auswirkungen von bioabbaubaren Sammelmedien auf die Kompostqualität sowie das weitere Abbauverhalten im Boden abgeschätzt wird. Gleichzeitig wird in den Laborstudien die Zahl der untersuchten Sammelmedien und Prozessparameter ausgeweitet und die Aussagekraft von Zertifizierungsverfahren für 'Bioabbaubarkeit' und 'Kompostierbarkeit' in Hinblick auf das Verhalten entsprechender Materialien in technischen Anlagen evaluiert. So sollen durch das Vorhaben Erkenntnisse und eine Datenbasis erarbeiten werden, die erstmals verlässliche Prognosen hinsichtlich möglicher Folgen eines breiten Einsatzes von biologisch abbaubaren Beuteln in der kommunalen Bioabfallsammlung erlauben.

Teil 1

Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Tierökologie I durchgeführt. Sammelmedien wie Beutel aus biologisch abbaubaren Kunststoffen (BAW-Beutel) oder wachsbeschichtete Papiertüten könnten eine Lösung zur Vermeidung der Verunreinigung kommunaler Bioabfälle durch Fehlwürfe darstellen. Bei einer (fast) 100%igen Verdrängung von Sammelmedien aus nicht biologisch abbaubaren Kunststoffen sind der gemeinsame Eintrag bzw. die gemeinsame Verarbeitung mit dem Bioabfall denkbar. Sinnvoll ist der Einsatz der bioabbaubaren Sammelmedien jedoch nur dann, wenn sie sich rasch vollständig zersetzen ohne dass es dabei zur Bildung von großen Mengen an Mikro- und Nanoplastik kommt. Im Rahmen dieser Studie wird in mehreren Landkreisen die Verdrängung von Nicht-BAW-Kunststoffbeuteln durch BAW-Beutel und wachsbeschichtete Papiertüten unter praxisrelevanten Bedingungen, begleitet von einer Informations- und Befragungskampagne, erforscht und ausgewertet. Der Bioabfall wird gesondert gesammelt, analysiert nach BGK und zu Bioabfallverwertungsanlagen gebracht. Im Anschluss wird das Verhalten der Sammelmedien hinsichtlich technischer Probleme und der Zersetzungsprozesse in den Anlagen erforscht. Die in den Anlagen produzierten Komposte und etwaige Tütenfragmente werden für Praxis- und Laborstudien der Umweltrelevanz bereitgestellt, in denen Auswirkungen von bioabbaubaren Sammelmedien auf die Kompostqualität sowie das weitere Abbauverhalten im Boden abgeschätzt wird. Gleichzeitig wird in den Laborstudien die Zahl der untersuchten Sammelmedien und Prozessparameter ausgeweitet und die Aussagekraft von Zertifizierungsverfahren für 'Bioabbaubarkeit' und 'Kompostierbarkeit' in Hinblick auf das Verhalten entsprechender Materialien in technischen Anlagen evaluiert. So sollen durch das Vorhaben Erkenntnisse und eine Datenbasis erarbeiten werden, die erstmals verlässliche Prognosen hinsichtlich möglicher Folgen eines breiten Einsatzes von biologisch abbaubaren Beuteln in der kommunalen Bioabfallsammlung erlauben.

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Bodenkunde und Standortslehre, Fachgebiet Bodenbiologie durchgeführt. Sammelmedien wie Beutel aus biologisch abbaubaren Kunststoffen (BAW-Beutel) oder wachsbeschichtete Papiertüten könnten eine Lösung zur Vermeidung der Verunreinigung kommunaler Bioabfälle durch Fehlwürfe darstellen. Bei einer (fast) 100%igen Verdrängung von Sammelmedien aus nicht biologisch abbaubaren Kunststoffen sind der gemeinsame Eintrag bzw. die gemeinsame Verarbeitung mit dem Bioabfall denkbar. Sinnvoll ist der Einsatz der bioabbaubaren Sammelmedien jedoch nur dann, wenn sie sich rasch vollständig zersetzen ohne dass es dabei zur Bildung von großen Mengen an Mikro- und Nanoplastik kommt. Im Rahmen dieser Studie wird in mehreren Landkreisen die Verdrängung von Nicht-BAW-Kunststoffbeuteln durch BAW-Beutel und wachsbeschichtete Papiertüten unter praxisrelevanten Bedingungen, begleitet von einer Informations- und Befragungskampagne, erforscht und ausgewertet. Der Bioabfall wird gesondert gesammelt, analysiert nach BGK und zu Bioabfallverwertungsanlagen gebracht. Im Anschluss wird das Verhalten der Sammelmedien hinsichtlich technischer Probleme und der Zersetzungsprozesse in den Anlagen erforscht. Die in den Anlagen produzierten Komposte und etwaige Tütenfragmente werden für Praxis- und Laborstudien der Umweltrelevanz bereitgestellt, in denen Auswirkungen von bioabbaubaren Sammelmedien auf die Kompostqualität sowie das weitere Abbauverhalten im Boden abgeschätzt wird. Gleichzeitig wird in den Laborstudien die Zahl der untersuchten Sammelmedien und Prozessparameter ausgeweitet und die Aussagekraft von Zertifizierungsverfahren für 'Bioabbaubarkeit' und 'Kompostierbarkeit' in Hinblick auf das Verhalten entsprechender Materialien in technischen Anlagen evaluiert. So sollen durch das Vorhaben Erkenntnisse und eine Datenbasis erarbeiten werden, die erstmals verlässliche Prognosen hinsichtlich möglicher Folgen eines breiten Einsatzes von biologisch abbaubaren Beuteln in der kommunalen Bioabfallsammlung erlauben.

Teil 4

Das Projekt "Teil 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Bioprozesstechnik durchgeführt. Sammelmedien wie Beutel aus biologisch abbaubaren Kunststoffen (BAW-Beutel) oder wachsbeschichtete Papiertüten könnten eine Lösung zur Vermeidung der Verunreinigung kommunaler Bioabfälle durch Fehlwürfe darstellen. Bei einer (fast) 100%igen Verdrängung von Sammelmedien aus nicht biologisch abbaubaren Kunststoffen sind der gemeinsame Eintrag bzw. die gemeinsame Verarbeitung mit dem Bioabfall denkbar. Sinnvoll ist der Einsatz der bioabbaubaren Sammelmedien jedoch nur dann, wenn sie sich rasch vollständig zersetzen ohne dass es dabei zur Bildung von großen Mengen an Mikro- und Nanoplastik kommt. Im Rahmen dieser Studie wird in mehreren Landkreisen die Verdrängung von Nicht-BAW-Kunststoffbeuteln durch BAW-Beutel und wachsbeschichtete Papiertüten unter praxisrelevanten Bedingungen, begleitet von einer Informations- und Befragungskampagne, erforscht und ausgewertet. Der Bioabfall wird gesondert gesammelt, analysiert nach BGK und zu Bioabfallverwertungsanlagen gebracht. Im Anschluss wird das Verhalten der Sammelmedien hinsichtlich technischer Probleme und der Zersetzungsprozesse in den Anlagen erforscht. Die in den Anlagen produzierten Komposte und etwaige Tütenfragmente werden für Praxis- und Laborstudien der Umweltrelevanz bereitgestellt, in denen Auswirkungen von bioabbaubaren Sammelmedien auf die Kompostqualität sowie das weitere Abbauverhalten im Boden abgeschätzt wird. Gleichzeitig wird in den Laborstudien die Zahl der untersuchten Sammelmedien und Prozessparameter ausgeweitet und die Aussagekraft von Zertifizierungsverfahren für 'Bioabbaubarkeit' und 'Kompostierbarkeit' in Hinblick auf das Verhalten entsprechender Materialien in technischen Anlagen evaluiert. So sollen durch das Vorhaben Erkenntnisse und eine Datenbasis erarbeiten werden, die erstmals verlässliche Prognosen hinsichtlich möglicher Folgen eines breiten Einsatzes von biologisch abbaubaren Beuteln in der kommunalen Bioabfallsammlung erlauben.

Teil 5

Das Projekt "Teil 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT), Abteilung Umwelt-Engineering durchgeführt. Sammelmedien wie Beutel aus biologisch abbaubaren Kunststoffen (BAW-Beutel) oder wachsbeschichtete Papiertüten könnten eine Lösung zur Vermeidung der Verunreinigung kommunaler Bioabfälle durch Fehlwürfe darstellen. Bei einer (fast) 100%igen Verdrängung von Sammelmedien aus nicht biologisch abbaubaren Kunststoffen sind der gemeinsame Eintrag bzw. die gemeinsame Verarbeitung mit dem Bioabfall denkbar. Sinnvoll ist der Einsatz der bioabbaubaren Sammelmedien jedoch nur dann, wenn sie sich rasch vollständig zersetzen ohne dass es dabei zur Bildung von großen Mengen an Mikro- und Nanoplastik kommt. Im Rahmen dieser Studie wird in mehreren Landkreisen die Verdrängung von Nicht-BAW-Kunststoffbeuteln durch BAW-Beutel und wachsbeschichtete Papiertüten unter praxisrelevanten Bedingungen, begleitet von einer Informations- und Befragungskampagne, erforscht und ausgewertet. Der Bioabfall wird gesondert gesammelt, analysiert nach BGK und zu Bioabfallverwertungsanlagen gebracht. Im Anschluss wird das Verhalten der Sammelmedien hinsichtlich technischer Probleme und der Zersetzungsprozesse in den Anlagen erforscht. Die in den Anlagen produzierten Komposte und etwaige Tütenfragmente werden für Praxis- und Laborstudien der Umweltrelevanz bereitgestellt, in denen Auswirkungen von bioabbaubaren Sammelmedien auf die Kompostqualität sowie das weitere Abbauverhalten im Boden abgeschätzt wird. Gleichzeitig wird in den Laborstudien die Zahl der untersuchten Sammelmedien und Prozessparameter ausgeweitet und die Aussagekraft von Zertifizierungsverfahren für 'Bioabbaubarkeit' und 'Kompostierbarkeit' in Hinblick auf das Verhalten entsprechender Materialien in technischen Anlagen evaluiert. So sollen durch das Vorhaben Erkenntnisse und eine Datenbasis erarbeiten werden, die erstmals verlässliche Prognosen hinsichtlich möglicher Folgen eines breiten Einsatzes von biologisch abbaubaren Beuteln in der kommunalen Bioabfallsammlung erlauben.

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