Neue Erkenntnisse zum Monitoring von Kunststoffabfällen in Flüssen
Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben gemeinsam mit Partnern aus den Niederlanden und Australien im Rahmen einer Studie konventionelle Annahmen überprüft, welche Menge an Kunststoffabfällen sich in Flüssen befindet und auf welche Weise sie weitertransportiert werden. Laut ihren Ergebnissen könnte die tatsächlich in Flüssen vorhandene Menge an Plastikmüll bis zu 90 Prozent größer sein als bisher angenommen. Die neuen Erkenntnisse aus der Studie sollen dabei helfen, das Monitoring von Kunststoffabfällen in Flüssen zu verbessern und den Plastikmüll aus Gewässern zu entfernen.
Flüsse spielen laut aktuellem Forschungsstand bei den Einträgen von unsachgemäß entsorgten Kunststoffen in die Umwelt eine große Rolle. „Sobald Plastik in einen Fluss gelangt, wird es mit hoher Geschwindigkeit weitertransportiert und in der Umwelt verbreitet“, erklärt Dr. Daniel Valero vom Institut für Wasser und Gewässerentwicklung des KIT und Hauptautor der Studie. Je nach Größe und Beschaffenheit der Gegenstände oder Bruchstücke könne sich Kunststoff dabei sehr unterschiedlich verhalten. Zur Abschätzung der Belastung von Flüssen werden bislang hauptsächlich Daten herangezogen, die an der Oberfläche von Gewässern erhoben werden. So ließen sich große Flüsse zum Beispiel von Brücken aus mit Kameras effektiv überwachen, sagt Valero.
In der bei Science Direct in der Zeitschrift „Water Research“ veröffentlichten Studie untersuchte Valero mit seinem Forschungsteam in Flussmodellen im Wasserbaulabor der Technischen Universität Delft das Verhalten von insgesamt 3.000 Kunststoffteilen, wie sie häufig in Flussumgebungen vorkommen. Die Größe der untersuchten Teile reichte von 30 Millimeter kleinen Bruch- oder Folienstücken bis hin zu ganzen Objekten wie Plastikbechern oder Gesichtsmasken. Die Versuchsproben bestanden aus den Kunststoffen Polypropylen wie bei den Becherproben und Polyethylen hoher Dichte wie bei Folien. Wie sich jede der Kunststoffproben im Wasser unter verschiedenen Strömungsbedingungen verhält, wurde durch mehrere Kameras aufgezeichnet, wobei laut Studie die gesamte Wassersäule von der Wasseroberfläche bis zu den tieferen Schichten erfasst wurde. So habe sich durch Hochrechnungen statistisch nachweisen lassen, dass herkömmliche Überwachungspraktiken, die sich nur auf die Wasseroberfläche und die oberflächennahen Bereiche konzentrieren, die Gesamtmenge an Kunststoffen um bis zu 90 Prozent unterschätzen könnten. Plastikteile würden sich sehr unterschiedlich verhalten, je nachdem, wo sie sich in einem Fluss genau befinden. Kunststoffstücke, die sich unterhalb der Wasseroberfläche befinden, werden laut den Ergebnissen so transportiert, wie es gängige Modelle vorhersagen. „Die Teilchen werden wie Staub im Wind verstreut. Nur wenige Teilchen gelangen überhaupt wieder an die Wasseroberfläche“, erläutert Valero. Sobald die Kunststoffe aber auftauchten, verändere sich die Situation: „Beim Kontakt mit der Wasseroberfläche werden die Teilchen von der Oberflächenspannung wie Fliegen in einem Spinnennetz eingefangen. Sie treiben dann gemeinsam weiter.“ Bei diesem Transportmodus spiele also die Oberflächenspannung eine große Rolle.
Die Ergebnisse der Studie zeigen laut Valero und seinem Team, dass zur Abschätzung der Menge an Kunststoffabfällen in Flüssen auch der Transport von Plastikteilen unterhalb der Wasseroberfläche berücksichtigt werden muss und, dass sich die tatsächlich transportierte Menge relativ genau berechnen lasse. Überdies könnten die Ergebnisse laut Valero und seinen Kollegen auch ganz praktisch bei der gezielten Säuberung von Gewässern helfen, weil sich nun abschätzen lasse, wo sich das meiste Plastik befindet.
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