Während die im „Plastikzeitalter“ des letzten halben Jahrhunderts produzierten Milliarden Tonnen von Kunststoffprodukten unsere Lebensweise drastisch zum Besseren verändert haben, stellt der Plastikmüll, der in die Umwelt gelangt ist, die Natur vor neue Herausforderungen.
Um das Schicksal von Kunststoffen zu simulieren, die es in unsere Ozeane geschafft haben, schätzt eine neue Studie unter der Leitung der Kyushu University, dass 25,3 Millionen Tonnen Kunststoffabfälle in unsere Ozeane gelangt sind und fast zwei Drittel davon nicht überwacht werden können.
Noch alarmierender ist, dass die Analyse darauf hindeutet, dass dies möglicherweise nur die Spitze des Plastikmüll-Eisbergs ist, da weitere 540 Millionen Tonnen falsch entsorgter Plastikabfall – fast 10 % des gesamten bisher produzierten Plastiks – immer noch an Land eingeschlossen sind.
Während Wissenschaftler die Oberflächen und Strände der Ozeane untersucht haben, um festzustellen, wie viel Plastikmüll in die Ozeane gelangt ist, wird angenommen, dass sich große Mengen an Plastikmüll weit unter der Oberfläche oder auf dem Meeresboden befinden und vor der Reichweite wissenschaftlicher Beobachtungen verborgen sind gemeinsame Probenahmeausrüstung.
„Um die Menge und den Verbleib von Plastikmüll in den Ozeanen der Erde zu beurteilen, müssen wir den gesamten Prozess von ihrer Entstehung bis zur Vergrabung betrachten, beginnend mit der Emission aus Flüssen in den Ozean und weiter mit ihrem Transport und ihrer Fragmentierung in Stücke“, sagt Atsuhiko Isobe, Professor am Forschungsinstitut für Angewandte Mechanik der Universität Kyushu und Leiter der Studie.
Diese Simulation zeigt die Emission und den anschließenden Transport und Abbau von Plastik im Meer im Jahr 1976 in Teilen Nord- und Südamerikas. Blaue Kreise sind Plastik, das von Flüssen in die Ozeane gespült wird; violette Kreise sind Plastikabfälle, die von der Fischerei emittiert werden; und gelbe Kreise sind Mikroplastik, das durch Fragmentierung entsteht. Die durchschnittliche Dauer für die Fragmentierung in Mikroplastik wird auf 3 Jahre festgelegt. Basierend auf diesen und anderen Simulationen schätzt eine neue Studie unter der Leitung der Universität Kyushu, dass fast 5 % der falsch entsorgten Kunststoffabfälle in unsere Ozeane gelangt sind und zwei Drittel davon mit den derzeitigen Methoden nicht überwacht werden können. Bildnachweis: Atsuhiko Isobe und Shinsuke Iwasaki
In der neuen Arbeit versuchte Isobes Team, die Menge dieser versteckten Ozeanplastiken abzuschätzen, indem es Modelle erstellte, die diese Prozesse simulieren. Sie stützten sich auf bestehende Studien, um Parameter abzuleiten, die beschreiben, wie Kunststoffe zerfallen und altern, und verwendeten von Satelliten stammende Winddaten, um die Bewegung der Partikel einzubeziehen.
Als Quellen für Kunststoffabfälle für die Simulationen passten sie die jüngsten Schätzungen der Kunststoffabfallemissionen in Flüssen entweder um das Bruttoinlandsprodukt des Landes seit 1961 oder um Vorhersagen über die Erzeugung von falsch verwaltetem Kunststoffabfall nach 2010 an. Sie fügten auch eine ozeanbasierte Komponente hinzu die weltweite Fischereiindustrie, die angeblich 20 % der Plastikemissionen der Flüsse verursacht.
Ihre Ergebnisse schätzen, dass große Plastikteile und kleinere Teile von sogenanntem Mikroplastik, die auf der Meeresoberfläche schwimmen, jeweils nur etwa 3 % des gesamten Plastiks im Ozean ausmachen. Während schätzungsweise eine ähnliche Menge Mikroplastik – Plastikfragmente mit einer Größe von weniger als fünf Millimetern – an Stränden vorhanden war, waren 23 % des Plastikmülls im Meer größere Plastikabfälle an den Küsten der Welt.
Die Simulationen deuten jedoch darauf hin, dass sich die verbleibenden zwei Drittel des Meeresplastiks möglicherweise an Orten befinden, die eine Überwachung unmöglich machen. Etwas mehr als die Hälfte davon sind schwere Kunststoffe, die sich auf dem Meeresboden abgelagert haben, weil sie dichter als Meerwasser sind. Die Hälfte der Kunststoffprodukte wird heute aus diesen schweren Kunststoffen hergestellt, zu denen Polyethylenterephthalat (PET) und Polyvinylchlorid (PVC) gehören.
Der Rest ist altes Mikroplastik, das vor Jahren und Jahrzehnten emittiert wurde und seitdem von der Meeresoberfläche und den Stränden entfernt und im Meeresboden und anderswo in den Weltmeeren gespeichert wurde.
Diese Simulation zeigt die Emission und den anschließenden Transport und Abbau von Meereskunststoffen zwischen 1961 und 1962 in Ost- und Südostasien. Blaue Kreise sind Plastik, das von Flüssen in die Ozeane gespült wird; violette Kreise sind Plastikabfälle, die von der Fischerei emittiert werden; und gelbe Kreise sind Mikroplastik, das durch Fragmentierung entsteht. Die durchschnittliche Dauer für die Fragmentierung in Mikroplastik wird auf 3 Jahre festgelegt. Basierend auf diesen und anderen Simulationen schätzt eine neue Studie unter der Leitung der Universität Kyushu, dass fast 5 % der falsch entsorgten Kunststoffabfälle in unsere Ozeane gelangt sind und zwei Drittel davon mit den derzeitigen Methoden nicht überwacht werden können. Bildnachweis: Atsuhiko Isobe und Shinsuke Iwasaki
Aber im Vergleich zu Plastik aus dem Meer könnte die Menge an unsachgemäß behandeltem Plastikmüll an Land, die in Zukunft in Ökosysteme und Ozeane gelangen könnte, zwanzigmal größer sein.
Die Forscher kamen zu ihrer Zahl für den gesamten falsch entsorgten Kunststoffabfall – der ein Zehntel der 5,7 Milliarden Tonnen Kunststoffe ausmacht, die bisher produziert wurden –, indem sie ihre Schätzungen für die jährliche Emission von Kunststoffabfällen in die Ozeane mit aktuellen Schätzungen für die Gesamtmenge kombinierten Kunststoffabfälle, die nicht recycelt, verbrannt oder anderweitig ordnungsgemäß eingedämmt wurden.
Da diese eine halbe Milliarde Tonnen falsch gehandhabter Kunststoffe von Natur aus unzersetzbar sind, werden sie höchstwahrscheinlich die Menschen auf diesem Planeten überleben.
„Wir konnten das Budget von Plastik im Ozean abschätzen, aber sie sind nur die Spitze des Plastikmüll-Eisbergs auf der Erde“, sagt Isobe. Seine nächste Aufgabe ist es, den Verbleib von fast einer halben Milliarde Tonnen falsch behandelter Kunststoffe zu ermitteln, die an Land eingeschlossen sind.
„Das wird eine Herkulesaufgabe. Auf dem Gebiet der ‚terrestrischen Kunststoffe‘ wurden bisher aufgrund fehlender Beobachtungsmethoden nur wenige Fortschritte gemacht.“
Unbeirrt startete Isobe kürzlich ein Citizen-Science-Programm mit Crowdsourcing-Fotos und KI, um die Masse an Plastikmüll zu bewerten, die in Städten und an Stränden entsorgt wird. Gleichzeitig überwacht und entwickelt er weiterhin unser Verständnis darüber, was mit den Kunststoffen passiert, die in unsere Ozeane gelangen.
Die Studie wurde veröffentlicht in Wissenschaft der gesamten Umwelt.
Atsuhiko Isobe et al, The fate of missing ocean plastics: Are they just a marine environmental problem?, Wissenschaft der gesamten Umwelt (2022). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.153935
Bereitgestellt von der Universität Kyushu