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„Modellbasierte Forschung zu Mikroplastik in der Umwelt“

Der Forschungsschwerpunkt „Plastik in der Umwelt, Quellen - Senken - Lösungsansätze“ des deutschen Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) umfasst 20 Verbundprojekte für den Zeitraum von 2017 bis 2022. Modelle zur Berechnung von Eintragsmengen spielen dabei eine wichtige Rolle. Ein kürzlich veröffentlichtes projektübergreifendes Synthesepapier verschafft einen Überblick über die verschiedenen Modelle, führt deren Gesamt-Abbildungsbereich zusammen und macht deutlich, wo noch Lücken sind, das heißt, wo es noch an Modellstruktur mangelt und vor allem aber an Daten, mit denen die Modelle gefüttert werden können.

In projektübergreifenden Workshops tauschen sich regelmäßig beteiligte Expertinnen und Experten zu bestimmten Querschnittsthemen aus. Eines davon befasst sich mit dem Thema Modellierung und Ökobilanzierung und lotet gemeinsame Ansätze im Umgang mit den erhobenen Daten aus. In diesem Zusammenhang ist auch das aktuelle Synthesepapier entstanden, das den Gesamt-Abbildungsbereich der Modelle zusammenführt und Lücken identifiziert. Zu Beginn des Papiers machen die Autoren nochmal sehr deutlich, worum es bei dem Forschungsschwerpunkt insgesamt geht: Mikroplastik in Gewässern sei derzeit ein viel beachtetes Thema, bei dem potenzielle Gefahren, die von Mikroplastik-Partikeln ausgehen, im Vordergrund stehen. Die Folge sei der Ruf nach regulatorischen Maßnahmen, obwohl zum Thema noch recht wenig bekannt sei. Ein Problem ist dem Papier zufolge auch, dass sich die Forschung bislang überwiegend mit marinen Systemen und weniger mit Einträgen von Kunststoffabfällen von Land aus beschäftigt. Diese aber werden inzwischen als wichtige Eintragsquelle eingeschätzt. Das bestätigen auch die Arbeiten an und mit dem BKV-Modell „Vom Land ins Meer“, dessen Ansatz eine der in dem Synthesepapier berücksichtigten Modellierungen darstellt.

Mit dem Synthesepapier erhalten Leser einen groben Überblick über die vorhandenen Modelle und welche Bereiche der Einträge von Mikroplastik sie abdecken. Während sie für eine entsprechende Abschätzung bereits gut abbilden, wie Partikel in die Umwelt gelangen und in Gewässern transportiert werden, fehlen laut der Autoren wichtige Grundlagen, um die Belastungsdynamik von Böden und Gewässern abschätzen zu können. Grund dafür seien zum einen fehlende Daten, zum anderen aber auch Abbildungslücken in den Modellstrukturen selbst. Insofern fehle noch ein Überblick, wie Kunststoffe in die Gewässer gelangen (allenfalls punktuelle Einträge seien mit Daten belegt) und wie sie sich in der Umwelt verhalten, in welcher Menge sie wo verbleiben bzw. wie schnell oder langsam sie segmentieren.

Vor dem Hintergrund des Befunds geben die Autoren am Ende einen Ausblick, worauf aus ihrer Sicht die zukünftige Forschung ausgerichtet sein sollte. Da in der Mikroplastikforschung noch wichtige Informationen für ein Verständnis des Gesamtsystems fehlen und die Modelle in absehbarer Zukunft weiterhin nur punktuelle Informationen liefern werden, sei es für die Forschungsentwicklung eminent wichtig, die Modelle in Hinblick auf ein verbessertes Systemverständnis weiterzuentwickeln. Eine so gestaltete Modellierung könne dann Einfluss auf die Auswahl nehmen, wo geeignete Probenahmestellen seien und wie oft Proben entnommen werden sollen. Auch könnten dann Modelle dafür genutzt werden, um Parameter zu priorisieren und zielgerichtet Analysen und Untersuchungen auszuwählen. Neben dieser Koordinierung von Datenerhebung und Modellierung plädieren die Autoren auch für eine Ausrichtung auf politische Handlungsfelder. So sollten die Modelle helfen, die Relevanz von Emissionsquellen und Eintragspfaden einschätzen zu können, um Handlungsoptionen zur Minimierung der Einträge abzuleiten.

Zum Download:  Synthesepapier „Modellbasierte Forschung zu Mikroplastik in der Umwelt“

Quellen:

  • BMBF (November 2020)