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23. Februar 2021   025/21    Forschung

Schiffsanstriche als Quelle für Mikroplastik bislang unterschätzt

Oldenburger Studie: Mikropartikel in der südlichen Nordsee stammen überwiegend aus Farben und Lacken

Oldenburg. Der Schiffsverkehr kann eine wesentliche Quelle für winzige, im Meer treibende Kunststoffteilchen sein, insbesondere auf dem offenen Meer. Umweltchemiker vom Institut für Chemie und Biologie des Meeres der Universität Oldenburg um Dr. Barbara Scholz-Böttcher liefern jetzt in der Zeitschrift Environmental Science & Technology erstmals einen Überblick über die Mikroplastik-Verteilung in der Nordsee. In Wasserproben, die das Team in der Nähe wichtiger Schifffahrtsstraßen in der Deutschen Bucht nahm, fanden die Forscher vor allem Plastikteilchen, die Bindemitteln von Schiffsanstrichen entstammen. „Wir nehmen an, dass Schiffe im Wasser eine Art ‚Bremsspur‘ hinterlassen, die als Quelle von Mikroplastik eine ähnlich große Bedeutung hat wie der Reifenabrieb von Autos an Land“, so die Forscherin.

Das Oldenburger Team hat jeweils im Herbst 2016 und 2017 mit dem Forschungsschiff Heincke Wasserproben an verschiedenen Stellen der Deutschen Bucht genommen. Mit Edelstahlsieben filterten Scholz-Böttcher und ihre Kollegen Christopher Dibke und Marten Fischer Plastikteilchen mit einem Durchmesser von weniger als einem Millimeter aus dem Meerwasser heraus. Anschließend ermittelten sie die chemische Zusammensetzung der gesammelten Teilchen. Mit einem speziellen Analyse-Verfahren zerlegten sie die Kunststoffmoleküle zunächst bei Temperaturen von fast 600 Grad Celsius in kleinere, charakteristische Bruchstücke, die sie anhand ihrer Masse und chemischen Eigenschaften trennten und verschiedenen Stoffgruppen zuordneten. So konnten die Forscher außerdem die Masse der jeweiligen Fraktionen bestimmen. „Bisherige Studien haben für die Nordsee lediglich Partikelzahlen ermittelt, wir haben zum ersten Mal auch die Massenverteilung bestimmt und damit ein umfassenderes Bild vom Aufkommen verschiedener Kunststoffsorten erhalten“, betont Scholz-Böttcher.

Das Ergebnis überraschte das Team: In den Proben tauchten vor allem Indikatoren für Polyvinylchlorid (PVC), sogenannte Acrylate und Polycarbonate auf. Ihre Masse nahm in allen Proben zusammen einen Anteil von etwa zwei Dritteln ein, in ausgewählten Proben hatten sie sogar einen Massen-Anteil von 80 Prozent. Verpackungs-Kunststoffe wie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polyethylenterephthalat (PET), die bislang als wichtigster Bestandteil des Mikroplastiks im Meer galten, machten dagegen einen wesentlich kleineren Anteil aus. „Eine solche Verteilung hatten wir nicht erwartet“, sagt Scholz-Böttcher. 

Als die Forscher die Ergebnisse genauer aufschlüsselten, stellten sie fest, dass PE, PP und PET vor allem in der Nähe der Küste auftraten. Die anderen Kunststoffarten überwogen hingegen auf der offenen Nordsee und in der Elbemündung – insbesondere in der Nähe großer Schifffahrtsrouten. „Wir nehmen an, dass diese Partikel aus Schiffsanstrichen stammen, wo derartige Kunststoffe zum Beispiel in Acrylfarben oder Epoxidharzen als Bindemittel verwendet werden“, berichtet die Umweltchemikerin. Das Ergebnis lege nahe, dass deutlich mehr Mikroplastik direkt auf See entsteht als bislang vermutet. Allein in der Europäischen Union, so berichtet das Team, gelangen Untersuchungen zufolge jedes Jahr mehrere tausend Tonnen Farbe in die Meeresumwelt. Mit potentiell umweltschädlichen Folgen: Schiffsanstriche enthalten Schwermetalle und weitere Zusatzstoffe, die für viele Lebewesen giftig sind. Diese Antifouling-Komponenten zielen darauf ab, unerwünschten Bewuchs zu verhindern und werden durch Wind und Wellen ständig von den Schiffsrümpfen abgeschmirgelt. Das Team führt derzeit weitere Untersuchungen etwa in Flussmündungen und in Sedimenten durch, um den Weg des Mikroplastiks in der Umwelt weiter aufzuklären.

Originalpublikation: Christopher Dibke, Marten Fischer und Barbara M. Scholz-Böttcher: „Microplastic Mass Concentrations and Distribution in German Bight Waters by Pyrolysis-Gas Chromatography-Mass Spectrometry/Thermochemolysis Reveal Potential Impact of Marine Coatings: Do Ships Leave Skid Marks?“ Environ. Sci. Technol. 2021, 55, 4, 2285–2295, doi.org/10.1021/acs.est.0c04522

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In Wasserproben aus der Deutschen Bucht fanden Oldenburger Forscher vor allem Mikroplastikteilchen aus Schiffsanstrichen (im Tortendiagramm rosa und orangefarben). Verpackungskunststoffe (blaue und grüne Tortenstücke) hatten einen geringeren Anteil. Bild: Reprinted with permission from Environ. Sci. Technol. 2021, 55, 4, 2285-2295, Copyright 2021 American Chemical Society

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Kontakt

Dr. Barbara Scholz-Böttcher, Tel.: 0441/798-5362, E-Mail:

(Stand: 30.04.2021)