Screenshot hzg.de
Wie viel Mikroplastik transportiert die Elbe täglich in die Nordsee? Schätzungen zufolge liegt die Menge zwischen 300 Kilogramm und 1,2 Tonnen. Selbst eine Bestimmung auf nur einen Kubikliter Elbewasser ist schwierig und schwankt zwischen 200 bis 2.100 Mikroplastikpartikeln aus aktuellen Messungen in Cuxhaven. Diese Unsicherheit bei der bisherigen mengenmäßigen Bestimmung von Mikroplastik in Gewässern hat mehrere Ursachen. Einerseits liegt es an unterschiedlichen Verfahren bei der Probennahme und andererseits weisen Mikroplastikpartikel in Gewässern kein einheitliches Verteilungsmuster auf. Hinzu kommt, dass vorhandene Leitlinien zur Erhebung von Messunsicherheiten nicht immer angewendet werden.
Somit sind Studien zur mengenmäßigen Bestimmung von Mikroplastik selbst im selben Gewässer bisher nicht direkt vergleichbar.
Eine Kooperation von Wissenschaftlern des Helmholtz-Zentrums Geesthacht (HZG), des Alfred-Wegener-Instituts Bremerhaven (AWI) und des Leibniz-Instituts für Polymerforschung Dresden (IPF) hat an der Messstation Cuxhaven das Oberflächenwasser der Elbe auf Mikroplastik untersucht. Dazu wurde die Probennahme erstmals mit Durchflusszentrifugen und Hydrozyklonen durchgeführt. Diese Instrumente sind in anderen Bereichen etablierte Instrumente zur kontinuierlichen Partikeltrennung aus großen Flüssigkeitsvolumen. Außerdem wurde bei den Auswertungen der Leitfaden des Internationalen Büros für Maß und Gewicht zur Erhebung von Messunsicherheiten angewendet (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement).
Das Ziel war die Entwicklung einer Methodik zur Bewertung und Analyse von Mikroplastik in Gewässern, um die Vergleichbarkeit von Daten künftiger Studien zu verbessern und damit eine solide Datengrundlage für daraus abgeleitete Handlungsentscheidungen zur Verfügung stellen zu können. „Wir brauchen repräsentative Techniken zur Probennahme, um den Umweltzustand valide abzubilden. Diese Techniken müssen analytisch akkurat, nachvollziehbar und robust sein, einen hohen Automatisierungsgrad aufweisen sowie zeit- und kosteneffizient sein“, erklärt Dr. Tristan Zimmermann, Abteilung Anorganische Umweltchemie.
Weitere Einzelheiten finden Sie in der Pressemitteilung des HZG sowie in der frei verfügbaren Studie.
==> Mikroplastik in der Elbe (Pressemitteilung HZG)
Hildebrandt, L., Zimmermann, T., Primpke, S., Fischer, D., Gerdts, G., & Pröfrock, D. (2021): Comparison and uncertainty evaluation of two centrifugal separators for microplastic sampling. Journal of Hazardous Materials, Volume 414, 2021, 125482, doi:10.1016/j.jhazmat.2021.125482
Abstract:
For commonly applied microplastic sampling approaches based on filtration, high throughput and no size-discrimination are conflicting goals. Therefore, we propose two efficient centrifugal separators for small microplastic sampling, namely the utilization of a hydrocyclone as well as a continuous flow centrifuge. Thorough method optimization was followed by application in an extensive sampling study to investigate the separators’ retention behavior for particulate plastics from estuarine waters. Microplastic concentrations ranged from 193 to 2072 particles m-3. The most dominant identified polymer types were polypropylene, acrylates, polyvinyl chloride and polyethylene. More than 95% of particles were < 100 µm.
For the first time in microplastic research, an expanded uncertainty was calculated according to the “Guide to the expression of Uncertainty in Measurement” (JCGM 100:2008). Bottom-up uncertainty evaluation revealed the different sampling methods (~ 44%), sample replicates (~ 26%) and the different detection techniques (~ 16%) as the major sources of uncertainty. Depending on the number of particles detected in the samples, the relative expanded uncertainty (Urel (k = 2)) ranged from 24% up to > 200% underpinning tremendous importance of sound uncertainty evaluation. Our results indicate that scientist should rethink many “observed patterns” in the literature due to being insignificant and herewith not real.