Schneller Nachweis von Mikroplastik im Wasser

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Der Eintrag von Mikroplastikpartikeln – also Plastikteilchen mit einer Größe von weniger als 1 Millimeter – in unser Ökosystem wird zunehmend problematischer. Momentan fehlt eine verlässliche, wissenschaftliche Datenbasis über die Quellen, das Vorkommen sowie die Auswirkungen von Mikroplastikpartikeln auf die Umwelt. Das Forschungsprojekt "Repräsentative Untersuchungsstrategien für ein integratives Systemverständnis von spezifischen Einträgen von Kunststoffen in die Umwelt (RUSEKU)", das von der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) ins Leben gerufen wurde, will bis zum Jahr 2021 ein Untersuchungsverfahren entwickeln, mit dem sich der Partikeleintrag in Gewässer einheitlich und schneller messen lässt. Dadurch soll sich auch feststellen lassen, an welchen Orten eine besonders hohe Belastung von Gewässern durch Mikroplastik vorliegt.

Das Fraunhofer-Center für Silizium-Photovoltaik CSP entwickelt im Rahmen des Verbundforschungsprojektes gemeinsam mit der SmartMembranes GmbH ein spezielles Filtersystem als wichtigen Baustein für ein einheitliches und unkompliziertes Verfahren zur Entnahme von Proben. Die Kaskaden-Filtrationsanlage soll spezielle Siliziumfilter mit definierten Lochdichten und -größen einsetzen, in denen die Plastikpartikel hängen bleiben. Bei der späteren Analyse im Labor machen sich die Wissenschaftler die chemische Zusammensetzung von Silizium zunutze, das in einem breiten Wellenlängenbereich des Infrarotlichtes im Transmissionsverfahren durchsichtig ist und darauf liegende Mikroplastikteilchen für die spektroskopische Messtechnik sichtbar macht.

Hohe mechanische Festigkeit

Eine weitere wichtige Kenngröße für die Qualität der Filter ist die mechanische Festigkeit. Lastzustände, die durch Wasserströmungen während der Probenentnahme verursacht werden, dürfen nicht zum Bruch der Filter führen. Außerdem müssen die Filter eine optimierte Lochgeometrie und Oberflächenbeschaffenheit besitzen. Ein weiteres Arbeitsziel ist es, zusammen mit den Partnern einen vorgeschriebenen Arbeitsablauf von der Probenahme über die Aufreinigung bis zur Analyse der Mikroplastikpartikel zu definieren. Durch "Smart Sampling" wird der Nachweis von Mikroplastik von der Probenahme bis zur Schnellanalytik perfekt abgestimmt. 

Das damit ermöglichte Verfahren zur effizienten und zuverlässigen Mikroplastik-Probenentnahme bietet eine Grundlage für Strategien und Regelungen, die helfen, Mikroplastik im Wasserkreislauf zu verringern. Das Verbundforschungsprojekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und findet im Rahmen des Forschungsschwerpunktes "Plastik in der Umwelt" statt. Beteiligt sind neben dem Fraunhofer CSP sechs weitere wissenschaftliche Einrichtungen sowie drei mittelständische Unternehmen.