Talsperre

Factsheet 7.1: Mikroplastik in Talsperren - Wie verhalten sich Plastikteilchen in Staubereichen?

janna.vakili@ecologic.eu — Thu, 06 May 2021 12:41:30 +0000

Factsheet 7.1: Mikroplastik in Talsperren - Wie verhalten sich Plastikteilchen in Staubereichen? janna.vakili@e… Do, 05/06/2021 - 14:41

Titelbild

Beschreibung

Plastik ist mittlerweile nicht nur im Meer, sondern auch in vielen Binnengewässern allgegenwärtig. In bestimmten Bereichen wie beispielsweise an Staustufen oder in Talsperren verringert sich die Fließgeschwindigkeit. Dadurch beginnen die zuvor durch die Strömung in Schwebe gehaltenen Partikel auf den Gewässergrund abzusinken und können sich dann im Sediment anreichern.

Das Verhalten von Mikroplastikteilchen in Talsperren und Staubereich wurde intensiv vom Forschungsteam des Verbundprojekts MikroPlaTaS untersucht. In diesem ersten Factsheet des Projekts werden ausgewählte Ergebnisse zu den Faktoren, welche die Absinkprozesse beeinflussen, vorgestellt.

Das Factsheet 7.1 steht hier als PDF-Download bereit.

Anhänge

Factsheet 7.1 des BMBF Forschungsschwerpunkts Plastik in der Umwelt.

Verbundprojekt

MikroPlaTaS

Jahr

2021

Autor

AutorInnen

Antje Nieber

Friederike Gabel

Rico Leiser

Diana Michler-Kozma

Per Olaf Walter

Katrin Wendt-Potthoff

Ergebnistyp

Factsheets

Zu zitieren als

Nieber, Antje; Gabel, Friederike; Leiser, Rico; Michler-Kozma, Diana, Walter, Per Olaf; Wendt-Potthoff, Katrin (2021): Mikroplastik in Talsperren: Wie verhalten sich Plastikteilchen in Staubereichen? Factsheet 7.1 des BMBF-Forschungsschwerpunkts Plastik in der Umwelt.

Schlagworte

Biofilm

Einzugsgebiet

Fließgewässer

Limnische Systeme

Publikationstyp

MikroPlaTaS

KALEH — Wed, 20 Dec 2017 08:53:43 +0000

MikroPlaTaS KALEH Mi, 12/20/2017 - 09:53

Mikroplastik in Talsperren und Staubereichen: Sedimentation, Verbreitung, Wirkung

Die Verbreitung von Mikroplastik in Flüssen verdeutlicht, dass es entlang des Flussverlaufs neben Quellen auch Senken gibt. Wichtige und bisher wenig untersuchte Kompartimente des Gewässersystems sind Talsperren und Stauhaltungen, wo sich Nutzen und Risiko der Sedimentation von Mikroplastik besonders gut exemplarisch untersuchen lassen. Eine besondere Bedeutung bei Transport und Sedimentation von Mikroplastik wird darauf wachsenden Biofilmen zugeschrieben. Ziele des Projektes waren (I) die Bestimmung und Charakterisierung von Mikroplastik in Wasser, Sediment und Aufwuchs, (II) das Verständnis der Bildung von Biofilmen auf Plastik und der Sedimentation dieser bewachsenen Partikel, (III) die Erfassung der Wirkung und Aufnahme von Mikroplastik von Einzelorganismen bis zu Gemeinschaften im Freiland und Modellökosystemen sowie (IV) die Synthese der wissenschaftlichen Ergebnisse und Erarbeitung praktischer Empfehlungen. Ein Schwerpunkt dieser Synthese war es, Eliminationspfade für Mikroplastik zu identifizieren und daraus gemeinsam mit Praxispartnern Maßnahmenvorschläge und Risikoabschätzungen abzuleiten.

Arbeitsschwerpunkte

Verbreitung und Sedimentation von Mikroplastik und Fauna in situ
Charakterisierung von Mikroplastik hinsichtlich Biofilmgemeinschaften und Sedimentationsmechanismen
Direkte Wirkungen von Mikroplastik auf Invertebraten-Arten und komplexe Biozönosen
Einfluss von Plastik auf die Nahrungsqualität von Biofilmen für Grazer

Arbeitspakete

AP 1 Survey Plastik und Meio-/Mikrofauna in Talsperren und Stauhaltungen

Ansprechpartnerin

PD Dr. Katrin Wendt-Potthoff, UFZ, Department Seenforschung, Brückstraße 3a, 39114 Magdeburg, E-Mail: katrin.wendt-potthoff@ufz.de

Projektpartner

WWU, Universität Bielefeld

Kurzbeschreibung

Ziel war es, die Belastung verschiedener gestauter Gewässer mit Mikroplastik abzuschätzen, die relevanten Polymere zu identifizieren und die jeweils typische Makro- und Meiofauna zu ermitteln. Es wurden verschiedene Brauchwasser-Talsperren (z.B. Bautzen in Sachsen) sowie die gestaute Ems, die Lippe und die ehemaligen Rieselfelder Münster in Nordrhein-Westfalen untersucht.

AP 2 In situ-Experimente zu Sedimentationsraten und Besiedlung

Ansprechpartnerin

PD Dr. Katrin Wendt-Potthoff, UFZ, Department Seenforschung, Brückstraße 3a, 39114 Magdeburg, E-Mail: katrin.wendt-potthoff@ufz.de

Projektpartner

WWU, Universität Bielefeld

Kurzbeschreibung

Ziel war die Ermittlung von Freiland-Sedimentationsraten im Jahreslauf bezüglich Gesamtmasse und Mikroplastik. Dazu wurden mindestens an den tiefsten Stellen der Gewässer Sedimentfallen ausgebracht und monatlich hinsichtlich Gesamtmasse, Plastik und Organismen der Meiofauna ausgewertet. Im Ergebnis wurde eine Beziehung hergestellt zwischen Plastikbelastung in der Wassersäule, Gesamt-Sedimentationsrate und Plastik- Sedimentationsrate.

AP 3 Charakterisierung der Biofilme auf verschiedenen Polymeren

Ansprechpartner

Prof. Dr. Bodo Philipp, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für Molekulare Mikrobiologie und Biotechnologie, Corrensstraße 3, 48149 Münster, E-Mail: bodo.philipp@uni-muenster.de

Projektpartner

UFZ, UP, Universität Bielefeld

Kurzbeschreibung

In diesem Arbeitspaket wurden die mikrobiellen Gemeinschaften auf Plastikpartikeln hinsichtlich taxonomischer Zusammensetzung und Funktion untersucht, um Hypothesen zu Besiedlungsprozessen an den Standorten abzuleiten, die in den Arbeitspaketen 4, 5 und 6 überprüft wurden. Es wurde geprüft, ob es eine charakteristische Mikroflora auf Mikroplastikpartikeln gibt und ob sich einzelne Plastikarten darin unterscheiden. Weiterhin wurden Mechanismen der Biofilmbildung auf Mikroplastikpartikeln aufgeklärt. Kultivierungsabhängige und -unabhängige Untersuchungen wurden mit Proben aus AP1 und AP2 sowie später mit Mesokosmos- Proben (AP5) durchgeführt. Eine Stammsammlung wurde im ersten Projektjahr generiert, um sie für AP5 und AP6 einsetzen zu können.

AP 4 Einfluss von Biofilmbesiedlung, Licht und Redoxprozessen auf Mikroplastik- Sedimentation

Ansprechpartnerin

PD Dr. Katrin Wendt-Potthoff, UFZ, Department Seenforschung, Brückstraße 3a, 39114 Magdeburg, E-Mail: katrin.wendt-potthoff@ufz.de

Projektpartner

WWU, Universität Bielefeld

Kurzbeschreibung

Durch Experimente unter kontrollierten Bedingungen wurde ermittelt, wie Licht und Redoxverhältnisse (Konzentration von O2 und Eisen) direkt oder über die Steuerung der Besiedlung die Sedimentation von Plastikpartikeln beeinflussen. Der Einfluss dieser Faktoren auf die Sedimentation wurde studiert, um den Übergang vom pelagischen zum benthischen Lebensraum zu simulieren. Es wurde aufgeklärt, in welchem Ausmaß Licht oder Dunkelheit und oxische oder anoxische Bedingungen an sich, aber auch deren Wechsel das Sinkverhalten von Plastikpartikeln steuern können.

AP 5 Direkte Wirkung von Plastikpartikeln auf Invertebraten

Ansprechpartner

Prof. Dr. Walter Traunspurger, Universität Bielefeld, Abteilung Tierökologie, Konsequenz 45, 33615 Bielefeld, E-Mail: traunspurger@uni-bielefeld.de

Projektpartner

WWU, UP, Ecossa, Mesocosm

Kurzbeschreibung

Die Aufnahme und Wirkung von Mikroplastik für aquatische Organismen wurde in experimentellen Systemen (single-species bis zu Modellökosystemen) getestet, um Risiken für die pelagische und benthische Fauna abzuschätzen. Eine Schadwirkung im Organismus setzt eine Aufnahme in den Körper voraus, entweder durch die Ingestion der Partikel selbst oder durch Weitergabe im Nahrungsnetz (Biomagnifikation). Im Falle einer Schädigung können indirekte Effekte (top-down, bottom-up) auftreten und somit auch nicht direkt von Mikroplastik betroffene Organismen beeinflussen. Um das Nahrungsnetz möglichst vollständig bewerten zu können, wurden für pelagische und benthische Invertebraten Experimente mit zunehmender ökologischer Komplexität und Relevanz durchgeführt, um die Wirkung auf Organismen, Populationen und Gemeinschaften aufzuklären und die Interpretationslücke zwischen Labor- und Freilandergebnissen zu verkleinern.

AP 6 Einfluss von Plastik auf die Nahrungsqualität von Biofilm für Meio- und Makro-Grazer

Ansprechpartnerin

Dr. Friederike Gabel, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für Landschaftsökologie, Heisenbergstraße 2, 48149 Münster, E-Mail: gabelf@ uni-muenster.de

Projektpartner

UP, Universität Bielefeld, UFZ

Kurzbeschreibung

Ziel dieses AP war es, indirekte Auswirkungen von Mikroplastik auf Meio- und Makrofauna-Organismen durch Beeinflussung der Nahrungsgrundlagen zu identifizieren. Biofilme (v.a. Bakterien, Pilze, Protozoen) bilden eine wichtige Nahrungsgrundlage für Meio- und Makrofauna in Gewässern. Die Qualität dieser Biofilme kann daher einen wesentlichen Einfluss auf die Zusammensetzung und Vitalität der sie jeweils beweidenden Organismen haben. Für Grazing-Versuche wurden Makroinvertebraten unterschiedliche bewachsene Plastikstreifen zum Beweiden angeboten. Dabei wurden Ingestions- bzw. Exkretionsraten, das Wachstum und bei Schnecken auch die Reproduktion der Organismen untersucht.

AP 7 Koordination, Öffentlichkeitsarbeit, Wissenstransfer

Ansprechpartnerin

Dr. Friederike Gabel, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für Landschaftsökologie, Heisenbergstraße 2, 48149 Münster, E-Mail: gabelf@ uni-muenster.de PD Dr. Katrin Wendt-Potthoff, UFZ, Department Seenforschung, Brückstraße 3a, 39114 Magdeburg, E-Mail: katrin.wendt-potthoff@ufz.de

Projektpartner

UP, Universität Bielefeld, Ecossa, Mesocosm

Kurzbeschreibung

Ziel war es, Projektergebnisse sowohl innerhalb des Konsortiums als auch der breiten Öffentlichkeit (Kinder, Studierende, Behörden und Wissenschaftler*innen) zielgruppenspezifisch zu kommunizieren. Dabei hatten die Praxispartner (Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen, Untere Wasser- und Landschaftsbehörde der Stadt Hamm, Natur- und Umweltschutzakademie NRW) eine wichtige Rolle. Durch die Multiplikatorwirkung der adressierten Zielgruppen wurden die Projektergebnisse und das Thema Plastik in der Umwelt präsenter und es konnte mit dieser Sensibilisierung eine breitere Akzeptanz geschaffen werden für die Handlungsempfehlungen, die aus dem Forschungsschwerpunkt heraus entstanden sind.

Koordinator

PD Dr. Katrin Wendt-Potthoff
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ,
Department Seenforschung
Brückstraße 3a
39114 Magdeburg
Tel.: +49 391 8109810
E-Mail: katrin.wendt-potthoff@ufz.de

Website

https://www.uni-muenster.de/Mikroplatas/

Partnerinstitutionen

Westfälische Wilhelms-Universität Münster / WWU

University of Potsdam / UP

Universität Bielefeld

Ecossa

Institut für Gewässerschutz Mesocosm GmbH

Laufzeit

Januar 2018

September 2021

Schlagworte

Informations- und Lehrmaterialien

Polyethylenterephthalat (PET)

Polyvinylchlorid (PVC)

Projektblatt

Infoblatt_MicroPlaTas_2018_p.pdf

Koordinator label

Koordinatorin

KuWert

KALEH — Tue, 19 Dec 2017 16:12:48 +0000

KuWert KALEH Di, 12/19/2017 - 17:12

Schiffgestützte Behandlung von Kunststoffen zur Implementierung von Wertschöpfungsketten in wenig entwickelten Ländern sowie zur Vermeidung von Kunststoffeinträgen in die Umwelt und insbesondere in marine Ökosysteme

Ziel des Vorhabens war die Entwicklung von Konzepten und Vorplanungen zur Implementierung einer Infrastruktur zur Erfassung, schiffsgestützten Behandlung und Vermarktung von Kunststoffabfällen, um den Eintrag von Kunststoffabfällen in die Umwelt und in marine Ökosysteme zu reduzieren. Zielregionen des Vorhabens waren dabei vor allem wenig entwickelte Länder des Globalen Südens. Am Beispiel Westafrikas wurden Strategien zur Reduzierung des Kunststoffeintrags (hier Makrokunststoffen) in die Umwelt erforscht, denn der Eintrag von Makrokunststoffen in die Umwelt ist besonders hoch, wenn funktionierende Abfallerfassungs- und Entsorgungssysteme fehlen. Stakeholder-Dialoge wurden durchgeführt, um abzuschätzen, ob eine Warenkette auf Basis von Plastik-Rezyklaten an der westafrikanischen Küste möglich ist. Der Prototyp eines Modellschiffes wurde entwickelt und zur Kostenermittlung herangezogen.

Arbeitsschwerpunkte

Datensammlung, Analyse und Bewertung (Rahmenbedingungen vor Ort in wenig entwickelten Ländern)
Vorplanung von Abfallbehandlungsanlagen
Entwurf eines Konzepts für geeignete Schiffsund Anlagentechnik
Entwicklung von Strategien zur Implementierung von Wertschöpfungsketten in wenig entwickelten Ländern
Analyse und Bewertung der Ergebnisse (ökonomisch, ökologisch)

Arbeitspakete

AP 1 Grundlagenermittlung – Erfassung von Kunststoffabfällen

Ansprechpartner

Prof. Dr. Martin Wittmaier, IEKrW, Neustadtswall 30, 28199 Bremen, E-Mail: wittmaier-office@hs-bremen.de

Projektpartner

TECHNOLOG, Nehlsen, University of Mauritius, University of Sierra Leone

Kurzbeschreibung

Für die Bearbeitung des Gesamtvorhabens war es von größter Bedeutung, für wenig entwickelte Länder Kenntnis über die Zusammensetzung der potenziell zu erfassenden Kunststoffabfälle zu erlangen. Hierzu erfolgte zunächst die Sammlung, Analyse und Bewertung von Daten und Informationen (Kunststoffabfallarten, -qualitäten, -quantitäten, Rahmenbedingungen, Logistik, usw.), u.a. auch vor Ort in den Beispielländern Sierra Leone und Mauritius.

AP 2 Vorplanung einer Behandlungs- und Verwertungsanlage

Ansprechpartner

Dr. Sven Rausch, Nehlsen GmbH & Co. KG, Wilhelm-Karmann-Str. 5, 28237 Bremen, E-Mail: sven.rausch@nehlsen.com

Projektpartner

TECHNOLOG, IEKrW, University of Mauritius, University of Sierra Leone

Kurzbeschreibung

In diesem AP wurden Abfallbehandlungsanlagen in verschiedenen Varianten vorgeplant. Hierzu wurden nationale und internationale Rahmenbedingungen, die mit der Errichtung und dem Betrieb der zu entwickelnden schiffsgestützten Anlagen verbunden sind, ermittelt. Verschiedene bekannte Verfahren wurden bewertet und hinsichtlich ihrer Eignung geprüft, ebenso wie Anforderungen an Betrieb, Wartung und Reparatur. Auf dieser Basis erfolgte die Definition der Ziele einer Behandlung von Kunststoffabfällen mit anschließender Entwicklung von Konzeptentwürfen.

AP 3 Konzeptentwicklung (Schiffs- und Anlagentechnik)

Ansprechpartner

Fridtjof Rohde, TECHNOLOG, Vorsetzen 50, 20459 Hamburg, E-Mail: fridtjof.rohde@tlg-services.biz

Projektpartner

IEKrW, Nehlsen

Kurzbeschreibung

In diesem AP wurden für bis zu drei Varianten von Trägerschiffen/Halbtauchern zur Behandlung von Kunststoffabfällen Vorentwürfe entwickelt mit alternativen schiffsgebundenen Logistikkonzepten. Die Grobplanung beinhaltete die Raumplanung und prozessgerechte Anordnung von Einrichtungen, die Ausrüstungen an maritimer Technik, Ausrüstung an Abfallbehandlungsanlagen etc. Ebenso wurden Gestehungskosten und Energiebedarf ermittelt, und es erfolgte ein ökonomischer Vergleich der Varianten.

AP 4 Vermarktungspotenzial von Sekundärrohstoffen

Ansprechpartner

Dr. Sven Rausch, Nehlsen GmbH & Co. KG, Wilhelm-Karmann-Straße 5, 28237 Bremen, E-Mail: sven.rausch@nehlsen.com

Projektpartner

IEKrW, TECHNOLOG

Kurzbeschreibung

In diesem AP wurde der Markt für Sekundärrohstoffe untersucht, da diese grundsätzlich werthaltig sind. Handelbare Produkte aus Kunststoffabfällen wurden identifiziert und die zu erfüllenden Qualitätsanforderungen spezifiziert. Dabei wurden auch mögliche Erlöse abgeschätzt. Die hieraus resultierenden technischen Anforderungen an die Aufbereitungstechnik und das Qualitätsmanagement wurden in den anderen AP berücksichtigt. Auf Basis der Ergebnisse wurden Strategien für eine möglichst wirtschaftliche Aufbereitung und Vermarktung der aus Kunststoffabfällen erzeugten Produkte entwickelt.

AP 5 Wirtschaftlichkeitsanalyse und ökobilanzielle Bewertung

Ansprechpartner

Prof. Dr. Martin Wittmaier, IEKrW, Neustadtswall 30, 28199 Bremen, E-Mail: wittmaier-office@hs-bremen.de

Projektpartner

TECHNOLOG, Nehlsen

Kurzbeschreibung

Die in dem Vorhaben entwickelten Konzepte und Vorplanungen zur schiffsgestützten Erfassung, Aufbereitung und Vermarktung von Kunststoffabfällen aus wenig entwickelten Ländern wurden unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten bewertet. Auf Basis der Ergebnisse wurden die ökologische Vorteilhaftigkeit (Verringerung des Eintrags von Kunststoffen in die Umwelt, Ressourcenschutz durch Verwertung von Kunststoffabfällen) ermittelt. Durch die Beurteilung der Wirtschaftlichkeit wurden die Realisierungschancen abgeschätzt und ein Planungsrahmen für potenzielle Investoren, Fördermittelgeber und Betreiber einer schiffsgestützten Erfassungs- und Aufbereitungsanlage für Kunststoffabfälle gegeben.

AP 6 Projektmanagement, Öffentlichkeitsarbeit, Verwertungskonzept

Ansprechpartner

Fridtjof Rohde, TECHNOLOG, Vorsetzen 50, 20459 Hamburg, E-Mail: fridtjof.rohde@tlg-services.biz

Projektpartner

IEKrW, Nehlsen

Kurzbeschreibung

Im Rahmen des AP 6 wurden Arbeiten zur internen und externen Kommunikation (Projektmeetings, Workshops, Kommunikation zwischen nationalen und internationalen Partnern einschließlich Kontaktpflege mit interessierten Schifffahrtsunternehmen/ Reedern, Öffentlichkeitsarbeit etc.) und des Projektmanagements (administratives und inhaltliches Berichtswesen, Arbeits- und Fortschrittskontrolle und -koordination etc.) durchgeführt.

Koordinator

Fridtjof Rohde
TECHNOLOG Services GmbH
Vorsetzen 50
20459 Hamburg
Tel.: +49 40 7070768-20
E-Mail: fridtjof.rohde@tlg-services.biz

Website

http://www.KuWert.hs-bremen.de

Partnerinstitutionen

Institut für Energie und Kreislaufwirtschaft an der Hochschule Bremen GmbH / IEKrW

Nehlsen GmbH & Co. KG

Laufzeit

August 2017

Dezember 2019

Schlagworte

Abfallvermeidung