<p>Jährlich werden in Deutschland rund 2.050 Tonnen Feinstaub (PM₁₀) durch das Abbrennen von Feuerwerkskörpern freigesetzt, der Großteil davon in der Silvesternacht. Dies entspricht in etwa einem Prozent der gesamt freigesetzten Feinstaubmenge in Deutschland. Am ersten Tag des neuen Jahres ist die Luftbelastung mit gesundheitsgefährdendem Feinstaub vielerorts so hoch, wie sonst im ganzen Jahr nicht.</p><p>Silvesterfeuerwerk: Einfluss auf Mensch und Umwelt</p><p>Ein Feuerwerk ist schön anzusehen. Es hat aber auch negative Seiten: Verbrennungen, Augenverletzungen und Hörschädigungen, Explosionsschäden und andere Sachschäden an Fahrzeugen und Gebäuden, der Eintrag von Plastik in die Umwelt, enorme Müllmengen, verängstigte Haustiere sowie ökologische Schäden und die Störung von Wildtieren. <br><br>Jährlich werden rund 2.050 Tonnen Feinstaub (PM10) - davon rund 1.700 Tonnen PM2.5 - durch das Abbrennen von Feuerwerkskörpern freigesetzt, der größte Teil davon in der Silvesternacht. Diese Menge entspricht in etwa einem Prozent der gesamt freigesetzten PM10-Menge in Deutschland. Die Broschüre zeigt anhand aktueller Auswertungen von Luftdaten, dass am ersten Tag des neuen Jahres die Luftbelastung mit gesundheitsgefährdendem Feinstaub vielerorts so hoch ist, wie sonst im ganzen Jahr nicht. Zudem fasst sie alle relevanten Wirkungen des Feuerwerks auf Mensch und Umwelt zusammen.<br><br></p><p>Die PM10-Stundenmittelwerte können über eine <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=API#alphabar">API</a> automatisiert abgerufen werden (CSV-Tabelle mit 1-Stundenmittelwerten aller Messstationen):</p><p><a href="https://luftdaten.umweltbundesamt.de/api-proxy/measures/csv?date_from=2022-12-31&time_from=1&date_to=2023-01-01&time_to=24&data[0][co]=1&data[0][sc]=2&data[0][ti]=12&lang=de">Beispiel Stundenwerte-Abruf Jahreswechsel 2022 - 2023</a></p><p><a href="https://luftdaten.umweltbundesamt.de/api-proxy/measures/csv?date_from=2023-12-31&time_from=1&date_to=2024-01-01&time_to=24&data[0][co]=1&data[0][sc]=2&data[0][ti]=12&lang=de">Beispiel Stundenwerte-Abruf Jahreswechsel 2023 - 2024</a></p><p><a href="https://luftdaten.umweltbundesamt.de/api-proxy/measures/csv?date_from=2024-12-31&time_from=1&date_to=2025-01-01&time_to=24&data[0][co]=1&data[0][sc]=2&data[0][ti]=12&lang=de">Beispiel Stundenwerte-Abruf Jahreswechsel 2024 - 2025</a> </p><p><a href="https://luftdaten.umweltbundesamt.de/api-proxy/measures/csv?date_from=2025-12-31&time_from=1&date_to=2026-01-01&time_to=24&data[0][co]=1&data[0][sc]=2&data[0][ti]=12&lang=de">Beispiel Stundenwerte-Abruf Jahreswechsel 2025 - 2026</a> (erst ab 01.01.2026 verfügbar, Achtung: vorläufige, ungeprüfte Daten)</p><p>Die PM10-Tagesmittelwerte können über eine API automatisiert abgerufen werden (CSV-Tabelle mit Tagesmittelwerten aller Messstationen):</p><p><a href="https://luftdaten.umweltbundesamt.de/api-proxy/measures/csv?date_from=2023-01-01&time_from=1&date_to=2023-01-01&time_to=24&data[0][co]=1&data[0][sc]=1&data[0][ti]=12&lang=de">Beispiel Tagesmittelwert-Abruf 01.01.2023</a></p><p><a href="https://luftdaten.umweltbundesamt.de/api-proxy/measures/csv?date_from=2024-01-01&time_from=1&date_to=2024-01-01&time_to=24&data[0][co]=1&data[0][sc]=1&data[0][ti]=12&lang=de">Beispiel Tagesmittelwert-Abruf 01.01.2024</a></p><p><a href="https://luftdaten.umweltbundesamt.de/api-proxy/measures/csv?date_from=2025-01-01&time_from=1&date_to=2025-01-01&time_to=24&data[0][co]=1&data[0][sc]=1&data[0][ti]=12&lang=de">Beispiel Tagesmittelwert-Abruf 01.01.2025</a> </p><p><a href="https://luftdaten.umweltbundesamt.de/api-proxy/measures/csv?date_from=2026-01-01&time_from=1&date_to=2026-01-01&time_to=24&data[0][co]=1&data[0][sc]=1&data[0][ti]=12&lang=de">Beispiel Tagesmittelwert-Abruf 01.01.2026</a> (erst ab 02.01.2026 verfügbar, Achtung: vorläufige, ungeprüfte Daten)</p><p>PM10-Tagesmittelwerte am Neujahrstag</p><p>Einhergehend mit den durch das Silvesterfeuerwerk freigesetzten Emissionen ist die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=PM10#alphabar">PM10</a>-Belastung in der Silvesternacht hoch. Besonders an den Stunden nach Mitternacht treten Messwerte von bis zu mehreren 1.000 Mikrogramm pro m³ im Stundenmittel auf. Diese hohen Stundenwerte beeinflussen auch den PM10-Tagesmittelwert, mit dem der Schutz der menschlichen Gesundheit beurteilt wird. Tagesmittelwerte größer 50 µg/m³ gelten demnach bereits als einer von 35 zulässigen Überschreitungstagen.</p><p>Die der Höhe nach absteigenden PM10-Neujahrstagesmittelwerte aller Messstationen machen deutlich, dass die Belastung abhängig von den Wetterbedingungen in den letzten 10 Jahren zwar variierte, jedoch meist eine Vielzahl der Messstationen Werte oberhalb des Tagesgrenzwertes registrierte. Anders an den Neujahrstagen 2021 und 2022: durch die außergewöhnlich niedrigen freigesetzten PM10-Mengen aufgrund der Corona-Maßnahmen fehlen die üblichen Spitzenwerte komplett. Mit der Aufhebung aller Maßnahmen zum Jahreswechsel 2022/2023 ordnet sich der Neujahrstag 2023 wieder als ein typisch belasteter 1. Januar ein.</p><p>Tagesmittelwerte aller Stationen an den Neujahrstagen 2015-2025 in µg/m³</p><p>Tagesmittelwerte der Feinstaubkonzentration (PM10) - Neujahr 2025</p>
Mikroplastik (Partikel im µm Bereich) entsteht durch verschiedenste Prozesse, insbesondere jedoch durch Abrieb und Erosion von Plastik. Dabei ist ein Eintrag über den Wasser- und Bodenpfad mittlerweile unbestritten. Jedoch weiterhin ungeklärt ist der tatsächliche Eintrag über den Luftpfad. Zwar belegen Studien das Vorkommen von Mikroplastik an weitentfernten Orten und lassen auch den Schluss eines zumindest teilweisen Transportes über die Luft zu, aber wie hoch dieser Beitrag tatsächlich ist bleibt zurzeit ungeklärt. Darüber hinaus spielt die Identifikation der Polymere und somit die Erfassung der Quellbeiträge eine entscheidende Rolle. Ziel des Projektes ist es den luftgetragenen Eintrag von Mikroplastik und deren Quellen an Hintergrundstationen des Luftmessnetzes zu bestimmen. Dafür sollen an ausgewählten Messstationen des Luftmessnetzes des Umweltbundesamts (UBA) plastikfreie Niederschlagssammler sowie Vorrichtungen zur Feinstaubprobenahme installiert und über den Projektzeitraum repräsentativ PM10 Feinstaub- und Niederschlagsproben gesammelt und deren chemische Zusammensetzung analysiert werden. Zusätzlich sind Analysen von Niederschlagsproben zu Vergleichszwecken vorzusehen. In der Studie soll zudem die Ergebnisse statistisch (deskriptiv und beurteilend) ausgewertet und eine mögliche Quellenidentifikation über die Inhaltsstoffe erarbeitet werden.
Kurzbeschreibung BKV hat mit Unterstützung vom Fachverband der Chemischen Industrie Österreichs - FCIO, von der IK Industrievereinigung Kunststoffverpackungen e.V., von PlasticsEurope Deutschland e.V. und vom Fachverband Kunststoff- und Gummimaschinen im VDMA - Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V. ein Modell entwickelt, das erstmals eine systematische Erfassung der Haupteintragsquellen von nicht ordnungsgemäß entsorgten Kunststoffabfällen (Littering) in die Meere ermöglicht und die für die Reduzierung und Vermeidung von Kunststoffeinträgen in die Nordsee erforderliche Faktenbasis liefert. In dem Modell werden dominante Quellen und Pfade zum Eintrag von Kunststoff-Litter in die Meere identifiziert. Die entwickelte Methodik berücksichtigt dabei Makro- und Mikrokunststoffe. Die hinterlegte Datenbank erlaubt eine leichte und flexible Anpassung von Variablen und Berechnungen im Modell. Die im Modell verwendeten Faktoren sowie die zugrunde gelegten Annahmen werden kontinuierlich verifiziert und weiterentwickelt. Zunächst wurden nur die Eintragsstrukturen/-pfade der Nordsee und hier nur Land-Sourced Litter betrachtet. Eine Ausdehnung des Modells auf andere Meere und ggf. auf Sea-Sourced Litter ist vorgesehen. In dem Bericht finden sich keine Aussagen im Hinblick auf die Entwicklung von Strategien und Lösungsansätzen zur Vermeidung einer weiteren Vermüllung der Meere. Jedoch können die Ergebnisse des Modells einen wesentlichen Beitrag hierzu leisten. Dies ist für die Umsetzung der Maßnahme UZ5-04 der MSRL von Bedeutung. Ergebnisse Das Modell setzt sich aus einem Bericht und einem Handbuch zusammen. Es ist kostenfrei erhältlich. Es gibt eine deutsche und eine englische Fassung. Die jeweils aktuelle Fassung kann auf der BKV-Website bestellt werden: Link siehe Website
Im Rhein und erstmals auch direkt in den Abwassereinleitungen von Industriestandorten hat das Landesamt für Natur, Umwelt und Klima Nordrhein-Westfalen (LANUK) gezielt nach industriell hergestellten Mikroplastikpartikeln – sogenannten Pellets und Beads – gesucht. Die Untersuchung ist Teil einer neuen LANUK-Studie, deren Ergebnisse Umweltminister Oliver Krischer und die Präsidentin des LANUK, Elke Reichert, am Mittwoch, 13. August 2025, an Bord des Laborschiffs Max Prüss der Öffentlichkeit vorgestellt haben. „Die Studie zeigt deutlich: Mikroplastik gelangt nicht nur über diffuse Einträge, sondern auch direkt und punktuell über industrielle Abwassereinleitungen in den Rhein“, sagte Umweltminister Krischer. „Mikroplastik darf nicht zusammen mit dem anfallenden Abwasser in die Gewässer eingeleitet werden – unser oberstes Ziel muss die Vermeidung von Verlusten aus Herstellungs- und Transportprozessen sein. Das ist ein entscheidender Hebel, um unsere Gewässer wirksam zu schützen.“ Auch deshalb sei, so Krischer, neben technischen Maßnahmen vor allem das Verantwortungsbewusstsein der Unternehmen gefragt: „Produzentinnen, Betreiber und Logistikunternehmen – alle Beteiligten in der Wertschöpfungskette müssen dafür Sorge tragen, dass mit Kunststoffpartikeln verantwortungsvoll umgegangen wird.“ Die Präsidentin des LANUK, Elke Reichert, betonte den Pilotcharakter der Untersuchung: „Wir haben erstmals erfolgreich direkt in den Abwasserströmen von Industriestandorten Proben auf Beads und Pellets genommen – das war technisch eine große Herausforderung. Gleichzeitig ist es ein wichtiger Schritt für unsere Grundlagen- und Ursachenforschung rund um Mikroplastik.“ Im Rhein wurden an neun Messstellen Konzentrationen von 0,6 bis 3,6 primären Mikroplastikpartikeln pro Kubikmeter Wasser festgestellt. Da sich die Einträge im fließenden Gewässer nicht eindeutig einem Emittenten zuordnen lassen, arbeitete das LANUK daran, die Proben direkt an den Einleitungen von Industriestandorten zu entnehmen. Dabei wichen die Messwerte weit voneinander ab: Die Konzentrationen in den überprüften Direkteinleitungen lagen zwischen 0,95 und 2.571 Beads pro Kubikmeter Abwasser. Die Höchstwerte wurden bei nur einer Einleitung festgestellt, die übrigen lagen deutlich niedriger – im Bereich zwischen 0,95 und 19 Beads/m³. Bereits während der aktuellen Untersuchung gab es erste Gespräche zwischen Behörden und den Industriestandorten, wie Quellen ermittelt und Einträge in den Rhein vermindert werden können. „Obwohl es inzwischen die technische Möglichkeit zur Analyse gibt, wissen wir längst nicht alles: Mikroplastik verhält sich nicht wie gelöste Schadstoffe, die unterschiedlichen Partikel haben ein komplexes Verhalten im Fließgewässer“, erläuterte LANUK-Präsidentin Reichert. „Umso wichtiger ist es, dass wir den Eintrag schon an der Quelle verhindern – mit Aufklärung, Prävention und gelebter Verantwortung im betrieblichen Alltag.“ Ein wesentliches Problem bleibe die fehlende Standardisierung der Mess- und Probenahmeverfahren. „Ohne einheitliche Methoden lassen sich keine belastbaren und vergleichbaren Daten erheben“, betonte Elke Reichert. „Alle bisherigen Untersuchungen, ob in Nordrhein-Westfalen oder anderen Bundesländern, waren Einzelprojekte und liefern daher Momentaufnahmen, aus denen leider noch keine langfristigen Trends abgeleitet werden können. Das erschwert die Bewertung der Problematik aus Sicht des Umwelt- und Naturschutzes.“ Minister Krischer fasst es so zusammen: „Aus den Untersuchungen lässt sich ableiten, dass es noch weiteren Forschungsbedarf gibt, aber es auch an der Zeit ist, zu handeln! Das Ziel muss sein, dass Mikroplastik gar nicht erst in die Umwelt gelangt – durch saubere Produktionsbedingungen, sichere Transporte und vor allem durch ein klares Bekenntnis zur Vermeidung eines Umwelteintrages.“ Die aktuelle Studie ist ein Teil einer ganzen Dekade der Mikroplastikforschung in Nordrhein-Westfalen. Bereits 2015 beteiligte sich das Land Nordrhein-Westfalen an einer länderübergreifenden Untersuchung von Mikroplastik in Binnengewässern – gemeinsam mit Bayern, Baden-Württemberg, Hessen und Rheinland-Pfalz sowie bei wissenschaftlicher Begleitung durch die Universität Bayreuth. Damals wurden Mikroplastikpartikel an allen Probenahmestellen nachgewiesen, über 19.000 Objekte untersucht und mehr als 4.300 Kunststoffteilchen bestimmt. Mit Hilfe des Laborschiffs Max Prüss entstand in der Folge zusammen mit den anderen Bundesländern einer der damals weltweit größten, wissenschaftlich einheitlich erfassten Datensätze zur Belastung mit Mikroplastikpartikeln von Flüssen. Mikroplastik, also Kunststoffpartikel mit einem Durchmesser unter 5 Millimetern, ist längst ein allgegenwärtiges Umweltproblem. Es wird unterschieden zwischen primärem Mikroplastik – industriell hergestellten Partikeln wie Rohpellets und Beads – und sekundärem Mikroplastik, das durch den Zerfall größerer Kunststoffteile entsteht, etwa durch UV-Strahlung, Abrieb oder Witterungseinflüsse. Auch synthetische Fasern aus Kleidungsstücken und technischen Textilien zählen dazu. Mit der nun vorliegenden Studie liefert das Landesumweltamt eine neue, belastbare Grundlage für die Diskussion um Mikroplastik in Industrieabwässern. Sie macht nicht nur mögliche Eintragspfade sichtbar, sondern zeigt auch konkrete Handlungsmöglichkeiten für die Industriestandorte auf. In der Fortsetzung des Projektes soll dann auch die Verteilung von Mikroplastik im Gewässer näher untersucht werden. Ein zentrales Werkzeug für diese wissenschaftlichen Fortschritte bleibt das Laborschiff Max Prüss, das bis zu 220 Tage im Jahr auf den schiffbaren Gewässern in Nordrhein-Westfalen unterwegs ist. Es erlaubt qualitätsgesicherte Probenahmen auch an schwer zugänglichen Stellen – wie zum Beispiel im Umfeld von Industriestandorten, Schleusen, Häfen oder an Flussmündungen. Die Wasserproben werden an Bord mit moderner Sensorik (z.B. für pH-Wert, Trübung, Sauerstoffgehalt) grob vorerfasst. Eine detaillierte Analyse auf einzelne Mikroplastik-Partikel erfolgt anschließend in den Laboren des LANUK an Land. Pressemitteilung des Ministeriums für Umwelt, Naturschutz und Verkehr NRW zurück
Plastic is pouring from land into our oceans at a rate of nearly 10 million tonnes a year. Once in the sea, plastics fragment into particles moving with the currents and ocean gyres before washing up on the coastline. The smaller the size the higher the risk posed by these particles to organisms and human health. EU-funded LABPLAS will develop new techniques and models for the quantification of small micro- and nano plastics (SMNP). Specifically, LABPLAS will determine reliable identification methods for more accurate assessment of the abundance, distribution, and toxicity determination of SMNP and associated chemicals in the environment. It will also develop practical computational tools to facilitate the mapping of plastic-impacted hotspots and promote scientifically sound plastic governance. Objective: There are 5,250 billion plastic particles floating on the surface on the world's seas and oceans, equivalent to 268,940 metric tons of waste. These fragments move with the currents before washing up on beaches, islands, coral atolls or one of the five great ocean gyres. Because MP cannot be removed form oceans, proactive action regarding research on plastic alternatives and strategies to prevent plastic entering the environment should be taken promptly. Despite the research increasing, there is still a lack of suitable and validated analytical methods for detection and quantification of small micro- and nano plastics (SMNP) evidencing a huge obstacle for large-scale monitoring. There is also a lack of hazard and fate data which would allow their risk assessment. LABPLAS is a 48-months project whose vision is creating capacities (sampling, analysis and quantification techniques, new materials and new models) to evaluate rapidly and precisely the interactions of plastics with the environmental compartments and natural cycles leading to the development of effective mitigation and elimination measures, as well as, making management decisions. It will assess reliable identification methods for more accurate assessment of the abundance, distribution and toxicity determination of SMNP in the environment, giving the opportunity of new developments of cutting edge technologies. It will also develop practical computational tools that up-scaled should allow European agencies to map plastic-impacted hotspots. The project will have a multi-actor approach, creating scientific knowledge with a partnership of scientists, technicians, research organizations and enterprises, working together towards the recognition at different levels (society, industry, policy) of the main issues (sources, potential biodegradability, ecotoxicology, ingestion, environmental assessment) related to the presence of plastics in ecosystems.
Zielsetzung: Aufgrund aktueller umwelt- und gesundheitspolitischer Erfordernisse ist die Reduzierung von Energie und die völlige Vermeidung von Mikroplastik bei gleichzeitiger, nachhaltiger Verbesserung wirtschaftlich-technologischer sowie umweltschonender Aspekte, ein zentrales Anliegen von Lackrohstoffanbietern, Lackherstellern und industriellen Lackanwendern. Eine in Frage kommende Technologie zur Beschichtung von industrienahen Produkten ist die Pulverlackapplikation. Aus diesen Gründen haben sich die Projektpartner iLF Magdeburg GmbH, Ganzlin Beschichtungspulver GmbH und die Otto-von-Guericke Universität Magdeburg das ehrgeizige Ziel gesteckt, eine biologisch abbaubare Beschichtung als Pulverlack zu entwickeln und den Eintrag von nicht abbaubaren Partikeln aus Kunststoffen während und nach der Nutzung der beschichteten Bauteile zu verhindern. Es werden verschiedene Arten der Biokunststoffe unterschieden. Dabei existieren neben den biologisch abbaubaren Kunststoffen aus nachwachsenden und fossilen Rohstoffen auch biologisch nicht abbaubare Biokunststoffe. Im Rahmen des hier beschriebenen Vorhabens wird der Fokus auf die biologisch abbaubaren Kunststoffe gelegt. Dabei sollen im Wesentlichen zwei Pfade verfolgt werden: die PLA-Route und die Polyester-Route. In beiden Fällen sollen den Matrixmaterialien (PLA und Polyester) natürliche, regional verfügbare Füll- und Farbstoffe zugesetzt werden. Als Füllstoffmaterialien kommen dabei Cellulose, Maismehl oder Lignin in Frage. Die Farbgebung soll zunächst in 3 Farbtönen durch Verwendung natürlicher Farbstoffe wie Karotin, Rote Beete oder Ruß erfolgen. Zusätzlich verfolgen die Projektpartner das Ziel, möglichst niedrige Verarbeitungstemperaturen zu erreichen, um in Zeiten massiv steigender Energiekosten wirtschaftlich und umweltschonend produzieren zu können. Weiterhin sollen möglichst alle Rohstoffe aus Europa stammen, um den gesamten Produktlebenszyklus nachhaltig zu gestalten. Das Projektkonsortium stellt sicher, dass eine Charakterisierung der Ausgangsmaterialien und der erhaltenen Beschichtungen mit modernsten Methoden der Bildgebung und Analytik kombiniert werden mit Know-How und Methoden im Bereich der Oberflächenprüftechnik und der industriellen Entwicklung und Herstellung von Pulverlacken. Die Projektpartner haben in Ihrer langjährigen erfolgreichen Kooperation bereits mehrfach Produktinnovationen hervorgebracht und verfügen über die dafür notwendige Expertise.
Weltweit werden Böden zunehmend mit Plastikmüll belastet. Der kontinuierliche Eintrag von Mikroplastik beeinflusst Lebensbedingungen von Pflanzen und Bodenorganismen. Bislang verstehen wir nur unzureichend, wie sich die Anwesenheit von Mikroplastik auf Struktur und Funktionsweise des Bodens auswirkt. Es ist unklar, wie stark die Rhizosphäre dadurch beeinflusst wird und welche Risiken sich daraus für die Pflanzen ergeben. Inzwischen gibt es verschiedene Analyseverfahren, um unterschiedliche Aspekte der Mikroplastikverschmutzung des Bodens zu untersuchen. Allerdings beinhalten diese Verfahren üblicherweise Prozessschritte, bei denen die Integrität der Probe zerstört wird, wodurch sich der Zusammenhang zwischen der Verteilung von Mikroplastik in der Probe und der Mikrostruktur und Hydraulik des Bodens nicht mehr erschließen lässt. Vor kurzem haben wir jedoch einen nicht-invasiven Ansatz entwickelt, mit dem Mikroplastik in sandigen Böden nachgewiesen werden kann. Mittels komplementärer Neutronen- und Röntgentomographie lassen sich Mikroplastikpartikeln im trockenen Boden detektieren und gleichzeitig die dreidimensionale Struktur der Bodenmatrix analysieren. In diesem Projekt wird die Methode getestet, optimiert und dann angewandt, um besser zu verstehen, wie Mikroplastik unterschiedlicher Größe und Form die Mikrostruktur und Eigenschaften des Bodens beeinflusst. Außerdem wird untersucht, ob in die Rhizosphäre eingelagertes Mikroplastik die Bedingungen für das Wurzelwachstum und die Wasseraufnahme verändert und welchen Einfluss Mikroplastik unterschiedlicher Größe und Form auf die Infiltration und Wasserbewegung im Boden hat. Zunächst wird die Auflösung der Methode optimiert, um auch sehr feine Strukturen, wie Mikroplastikfasern und Folienfragmente, detektieren zu können. Die Segmentierung der 3D Bilddaten wird durch die Berücksichtigung von Form-Deskriptoren sowie durch Maschinelles Lernen unterstützt, um Mikroplastikpartikeln von organischen Bodenbestandteilen zu unterscheiden. In einem Aggregationsexperiment mit wird für einen natürlichen Sandboden der Einfluss von Mikroplastikfasern auf die Bildung und Stabilität von Bodenaggregaten mittels hochauflösender Dual-mode Tomographie analysiert. Im nächsten Schritt wird die Rhizosphäre junger Mais- und Lupinenpflanzen untersucht, um potentielle Einflüsse verschieden geformter Mikroplastikpartikel auf lokale Strukturen der Bodenmatrix, Wurzeln und Wasserpfade zu ermitteln. Schließlich werden wir High-Speed Neutronentomographie einsetzen, um dynamischen 3D-Infiltrationsmuster in Bodensäulen mit und ohne Wurzelsysteme zu erfassen. Die Form und Geschwindigkeit der Wasserfront wird zeigen, ob und wie die Bodenbenetzbarkeit durch eingelagerte Mikroplastikpartikel beeinflusst wird. Das vorgeschlagene Projekt wird einzigartige neue Einblicke in die durch Mikroplastik modifizierte Struktur der Bodenmatrix geben, die für das mechanistische Verständnis der resultierenden Bodeneigenschaften gebraucht werden.
Die Anwendung von Mulchfolien ist essentieller Bestandteil einer nachhaltigen Landwirtschaft. Allerdings treten zunehmende Umweltprobleme mit der damit assoziierten Müllakkumulation sowie auch der Mikroplastikkontamination im Umweltsystem auf. Das Mikroplastik ist hierbei ein physikalisches Abbauprodukt der Mulchfolien, welches sich im Agrarökosystem, in den Böden, den Gewässern und potentiell auch in der Nahrungskette verteilt. Daher wird der Übergang zu bioabbaubaren Mulchfolien als wegweisende Lösung aus dieser Problematik angesehen. Allerdings sind die Abbauprodukte dieser abbaubaren Plastikformen und deren Implikationen bisher wenig erforscht und ihre Auswirkung auf das Umweltsystem kann nicht abgeschätzt werden. Das übergreifende Ziel dieses Projekt ist es daher zu untersuchen, ob und in welchem Umfang die Freisetzung dieser Abbauprodukte das Bodenmikrobiom und dessen Funktionen aber auch den pflanzlichen Metabolismus und die Wurzelexsudation beeinflusst. Um diese zu untersuchen identifizieren wir die Abbauprodukte mittels einer Inkubation der bioabbaubaren Folien in einem Modellbodensystem mit Inokulaten mikrobieller Bodengemeinschaften. Des Weiteren wird die Auswirkung dieser Abbauprodukte auf das System Pflanzen-Boden in einem Mesokosmusversuch eruiert. In diesem werden die Auswirkung auf bodenmikrobielle Gemeinschaften, deren Funktionen und die Wurzelmetabolite von Mais untersucht - alle Faktoren, welche essentiell für Nährstoffkreisläufe und die Bodenfruchtbarkeit verantwortlich sind. Isotopenmarkierte abbaubare und konventionelle Plastikfolien (z.B. 13C-Polyhydroxybutyrate (PHBs - gewonnen aus mikrobiellen Kulturen), 13C-Polyethylene) werden eingesetzt um die Dynamik des Abbaus und das Schicksal der Abbauprodukte im Boden zu verfolgen. Die Applikation von 13C-markierten PHBs auf Böden mit 14C-angereicherter mikrobieller Nekromasse (repräsentativ für die junge organische Bodensubstanz) wird es uns nicht nur ermöglichen potentielle Primingeffekte der Abbauprodukte zu quantifizieren, sondern auch, welche Pools der organischen Bodensubstanz hiervon besonders betroffen sind. All diese Studien finden auf repräsentativen koreanischen und deutschen Ackerböden statt. Das so generierte übergeordnete Verständnis der Auswirkungen bioabbaubarer Mulchfolien auf das Boden-Pflanze-System wird es uns erlauben Implikationen für das Agrarökosystem abzuschätzen. Diese Erkenntnisse werden zu grundsätzlichen Empfehlungen über eine nachhaltige Weiterentwicklung einer zukunftsorientierten Landwirtschaft beitragen.
Die Verschmutzung durch Kunststoffe hat sich zu einer anerkannten Bedrohung für terrestrische Ökosysteme entwickelt. Sobald Kunststoffe in die Umwelt gelangen, kommt es zu einem Abbau, der die Eigenschaften des Plastikmülls verändert (z. B. Sorptionsfähigkeit, Sprödigkeit, Flexibilität), was Auswirkungen auf Pflanzen-Boden-Systeme haben kann. Die Photodegradation kann als einer der häufigsten Prozesse des Kunststoffabbaus weltweit angesehen werden. Dadurch wird Kunststoff spröde und zersplittert in kleine Stücke (Mikroplastik), erhöht seine Sorptionskapazität für Metalle und organische Verbindungen und kann potenziell das Sickerwasser oder gefährliche Chemikalien in den Boden erhöhen. Der Abbau von Mikroplastik kann nicht nur die Bodenfunktionalität und die Struktur von Lebensgemeinschaften verändern, sondern auch die Leistung von Pflanzen, so dass die jüngsten Forschungen, die scheinbar positive Auswirkungen von Mikroplastik auf die Pflanzenproduktivität und die Bodeneigenschaften beschreiben, möglicherweise nur einen Teil der Wahrheit erfassen, da sie nur die Auswirkungen von unberührtem Mikroplastik (bevor es abgebaut wurde) auf Pflanzen-Boden-Systeme berücksichtigen. Das Ziel dieses Projekts ist es zu verstehen, wie abgebautes Mikroplastik (das echte Mikroplastik, das tatsächlich in die Bodenmatrix gelangt) die Pflanzen-Boden-Funktionalität unter Verwendung von Mikrokosmen beeinflusst. Konkret möchte ich i) die Mechanismen entwirren, durch die sich der Abbau von Mikroplastik (Mikroplastik, Form, Polymertyp, Größe und Sickerwasser) auf Pflanzen-Boden-Systeme auswirkt, und ii) die Auswirkungen auf die Struktur der Pflanzengemeinschaften testen, die sie haben können. Um dies zu wissen, werde ich eine Reihe von Experimenten entwickeln, um dies zu untersuchen. Zunächst möchte ich den Abbau von Mikroplastik in Abhängigkeit von der Form des Mikroplastiks (Fasern, Folien, Schäume) und dem Polymertyp (z.B. Polyethylen, Polypropylen) untersuchen. Dann möchte ich die Mechanismen des Mikroplastikabbaus in Abhängigkeit von der Größe des Mikroplastiks und den chemischen Sickerstoffen entschlüsseln, und schließlich möchte ich verstehen, welche Auswirkungen die Form des Mikroplastiks, der Polymertyp, die Größe und die Sickerstoffe auf wichtige Lebensstadien der Pflanzenentwicklung haben. Das heißt, Samenkeimung, Pflanzenwachstum und Pflanzenfitness. Darüber hinaus möchte ich die potenziellen Auswirkungen verstehen, die all dies auf die Konkurrenzfähigkeit von Pflanzenarten haben kann.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 185 |
| Land | 38 |
| Wissenschaft | 16 |
| Type | Count |
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| Daten und Messstellen | 16 |
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|---|---|
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