Konventionelle Agrarflächen weisen eine höhere Mikroplastik-Belastung auf als ökologisch bewirtschaftete Felder

 

Unsere Böden sind ein wertvolles Gut – unsere Lebensgrundlage, auf der die Lebensmittelversorgung beruht. Mit dem alljährlichen Weltbodentag am 5. Dezember wird auf die immense Bedeutung der natürlichen Ressource Boden hingewiesen. Auch das Fraunhofer UMSICHT beschäftigt sich seit geraumer Zeit mit dem Thema Boden: Im 2019 gestarteten Projekt iMulch untersucht das Institut mit Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft die Belastung von Böden mit Kunststoffen – und zwar am Praxisbeispiel von Mulchfolien auf landwirtschaftlichen Flächen.

Eine Frage, die im Zentrum des Projektes steht: Wie lassen sich Kunststoffe – insbesondere Mikroplastik – in Argrarböden nachweisen? Eine entsprechende Methode hat Hannah Brenner, Studentin an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, gemeinsam mit UMSICHT-Wissenschaftler Ralf Bertling im Rahmen ihrer Masterarbeit entwickelt. Konkret lassen sich mit ihrer Hilfe wichtige Parameter wie Größe, Anzahl und morphologische Beschaffenheit der Kunststoffpartikel bestimmen. Und das funktioniert so: Zunächst werden Kunststoffe aus den Bodenproben mittels einer Abfolge physikalischer und chemischer Prozessschritte aus der heterogenen Bodenmatrix, die neben Anorganik auch eine Vielzahl organischer Bestandteile enthält, isoliert. Dieses Verfahren nennt man Extraktion. Anschließend werden die extrahierten Partikel visuell und digital-mikroskopisch untersucht und kategorisiert. Abschließend erfolgt mittels Spektrometrie der Nachweis, ob es ein Kunststoff ist oder nicht – inklusive Bestimmung des Polymertyps.

Den Praxistest hat diese Methode bereits bestanden. Zur Untersuchung von Rückständen von Polyethylen-Mulchfolien auf landwirtschaftlichen Flächen kam sie sowohl bei der Probenahme auf dem Feld als auch bei der Probenaufbereitung sowie der Analyse der Mikroplastikpartikel auf fünf verschiedenen Feldflächen erfolgreich zum Einsatz. Eines der Ergebnisse: Konventionelle Agrarflächen weisen eine rund dreifach höhere Mikroplastik-Belastung auf als ökologisch bewirtschaftete Felder. Die Untersuchungen ergaben je Feld Funde von mehr als 10 Partikeln pro 1 g Bodenprobe. Hochgerechnet betrug die Masse an Kunststoff 460 g pro Hektar Ackerfläche. Auf die rund 12 Mio. Hektar Ackerfläche in Deutschland übertragen ergäben sich theoretische Kunststoffmengen von mehr als 5500 Tonnen auf dem bzw. im Boden. Wichtig ist, dass Ergebnisse aus einigen Probenahmen immer nur eine Momentaufnahme, einen Ausschnitt aus der Realität liefern. Um realistische Mengen an Mikroplastik auf Agrarflächen zu quantifizieren und zu verifizieren, bedarf es einer Vielzahl weiterer Untersuchungen. Diese Aufgabe wollen die UMSICHT-Forschenden mit der neuen Methode angehen.

Zum Projekt

iMulch wird mit Mitteln aus dem Europäischen Fond für regionale Entwicklung (EFRE) »Investitionen in Wachstum und Beschäftigung« gefördert. Zielsetzung des Projektes: Methoden zu entwickeln und zu validieren, die den Nachweis von Kunststoffen (Mikro- und Makroplastik) in Böden und Drainagegewässern ermöglichen. Dabei sollen vorranging der Nachweis von möglichen Effekten auf das Bodenökosystem, aber auch die Wirkung des Drainagewassers auf kommunale Abwasserreinigungsverfahren analysiert werden.

Weitere Informationen: https://www.umsicht.fraunhofer.de

BILD: © Fraunhofer UMSICHT

Mikroskopische Aufnahme von Mikroplastikfunden im Boden – in diesem Fall: Fasern.