Forscher finden hohe Konzentrationen an Mikroplastik im Höhlenwasser und Sediment

In zwei aktuellen Veröffentlichungen berichten Forscher der Saint Louis University, dass sie in einem Höhlensystem in Missouri, das 30 Jahre lang für menschliche Besucher gesperrt war, hohe Konzentrationen an Mikroplastik gefunden haben.

Elizabeth Hasenmueller, Ph.D., außerordentliche Professorin für Erd- und Atmosphärenwissenschaften und stellvertretende Direktorin des WATER Institute an der SLU, und ihr Team veröffentlichten Ergebnisse in den Fachzeitschriften: Wissenschaft der gesamten Umwelt Und Wasserforschungin der Cliff Cave im Saint Louis County, Missouri, erhebliche Mengen an Mikroplastik festgestellt wurden.

Die Forschung, die von Hasenmüllers Forschungsgruppe und dem Karsthydrologie-Kurs stammte, ermöglichte es den Studenten des Teams, an Feldforschungen teilzunehmen und ihre Ergebnisse zu veröffentlichen.

Als Mikroplastik werden Kunststoffpartikel bezeichnet, die kleiner als 5,0 Millimeter sind und in Meeres-, Land- und Süßwasserumgebungen vorkommen. Hasenmüller hat zuvor Mikroplastik in Flusssystemen wie dem Einzugsgebiet des Meramec-Flusses untersucht, wollte sich nun aber mit dem Untergrund befassen, einem Bereich, der noch nicht viel erforscht ist.

„Viele Forschungsarbeiten haben sich auf die Oberflächengewässerverhältnisse konzentriert“, sagte Hasenmüller. „Die Mikroplastik-Forschung begann ursprünglich im Meer, da das Problem der großen Plastikverschmutzung in dieser Umwelt deutlich sichtbar ist. In jüngster Zeit richten sich verstärkte Forschungsanstrengungen auf die Untersuchung von Flüssen, Seen und anderen Oberflächensüßwassersystemen.

„Einer der am wenigsten erforschten Bereiche in diesem Bereich betrifft jedoch die Mikroplastikkontamination im Untergrund. Diese Partikel könnten in das Grundwasser, eine gemeinsame Trinkwasserressource, oder in Höhlen gelangen, in denen fragile Ökosysteme existieren. Während des letzten.“ Seit einigen Jahren konzentriert sich mein Forschungsteam darauf, die Verbreitung und den Transport von Mikroplastik in diesen unterirdischen Umgebungen zu verstehen.“

Hasenmüller und ihr Team wählten Cliff Cave für ihre Studien aus, da die Höhle seit 1993 für die Öffentlichkeit geschlossen ist, sodass sie die Anwesenheit von Menschen in der Höhle als mögliche Ursache für jede beobachtete Mikroplastikkontamination ausschließen konnten. Ihre Untersuchungen ergaben, dass in der gesamten Höhle Mikroplastik gefunden wurde, die höchsten Konzentrationen jedoch in der Nähe des Eingangs und im Sediment zu finden waren.

„Einer der Gründe, warum wir uns für Cliff Cave entschieden haben, liegt darin, dass die St. Louis County Parks den Zugang zur Höhle regeln“, sagte Hasenmüller. „Wir wussten, wenn wir Mikroplastik in der Höhle finden würden, dann würde das nicht daran liegen, dass jemand gerade zurück in die Höhle gewandert ist und Fasern von seiner Kleidung abgeworfen oder Lebensmittelverpackungen zurückgelassen hat.“

Bei ihrer Forschung fanden Hasenmüller und ihr Team heraus, dass Überschwemmungen die Menge an Mikroplastik erhöhen, die sich durch das Höhlensystem bewegt. Mikroplastik bewegt sich mit dem Wasser und bei Überschwemmungen bringt das überschüssige Wasser noch mehr Mikroplastik in die Höhle.

Überschwemmungen trugen auch zu einer höheren Vielfalt an Mikroplastik im Höhlenwasser bei. Als das Hochwasser zurückging, lagerte sich Mikroplastik wahrscheinlich in größerer Menge in der Nähe der Höhlenmündung ab als an Orten tiefer in der Höhle.

„Wir waren uns nicht sicher, was uns mit dem Datensatz erwarten würde, aber wir fanden heraus, dass sich am Haupteingang der Höhle eine Menge Mikroplastikreste befinden, entweder durch Überschwemmungen oder möglicherweise durch in der Luft schwebende Mikroplastikpartikel, die sich in der Nähe der Höhlenöffnung ablagern Höhle“, sagte Hasenmüller. „Wir wissen mit Sicherheit, dass Hochwasser Mikroplastik in die Höhle bringt, denn als wir die Höhlengänge durchquerten und Proben sammelten, fanden wir einen Beutel mit Plastikchips, der mit Blättern, Eicheln und anderen Überschwemmungsrückständen von der Oberfläche verflochten war.“

Überschwemmungen trugen nicht nur zu einem höheren Mikroplastikgehalt bei, sondern Hasenmüller und ihr Team fanden auch heraus, dass Mikroplastik im Sediment fast 100-mal stärker konzentriert war als im Wasser der Cliff Cave. Mikroplastik wurde durch das Bachwasser der Höhle im Sediment der Höhle abgelagert und verblieb dort auch nach dem Rückgang des Hochwassers.

„Wir haben versucht herauszufinden, welcher Anteil des Mikroplastiks sich gerade aktiv durch den Höhlenfluss bewegt und welcher Anteil langfristig im Sediment der Höhle gespeichert wird“, sagte Hasenmüller. „Eines der wirklich interessanten Dinge, die wir herausgefunden haben, ist, dass sich der Großteil des Mikroplastiks im Sediment befand. 99 Prozent der Mikroplastikreste, die wir in der Höhle fanden, waren also im Sediment gespeichert; nur ein sehr kleiner Teil des Plastiks befand sich im Wasser.“ .“

„Wenn der Wasserstand während einer Überschwemmung steigt, sieht man eine größere Häufigkeit und Vielfalt an Mikroplastikpartikeln im Wasser“, fügte Hasenmüller hinzu. „Wir gehen davon aus, dass nach den Höhlenüberschwemmungen wahrscheinlich Partikel im Wasser im Sediment abgelagert werden. Wenn das Wasser zurückgeht, verbleibt dieses Material im Höhlensediment, möglicherweise für Jahrzehnte oder länger. Und wenn der Wasserspiegel sinkt.“ „Die Mikroplastikkonzentration im Wasser ist viel geringer.“

Obwohl die Höhle für den Menschen abgesperrt ist, spürt sie noch immer deren Auswirkungen. Cliff Cave befindet sich in der Nähe von Wohngebieten, die Mikroplastik in das System einbringen könnten. Diese Erkenntnis deckt sich mit früheren Untersuchungen des WATER Institute der SLU, die zeigen, dass die Bevölkerungsdichte der größte Faktor ist, der bestimmt, wo Mikroplastik in der Natur vorkommt. Hasenmüller sagte, dass es angesichts dieser Erkenntnisse einige Dinge gibt, die Menschen tun können, um die Menge an Mikroplastik zu begrenzen, die sie möglicherweise in die Umwelt einbringen.

„Aufgrund der Verbreitung dieser Materialien ist es für uns als Einzelpersonen schwierig, mit der Plastikverschmutzung umzugehen, aber es hilft, auf den persönlichen Plastikverbrauch zu achten“, sagte Hasenmüller. „Einzelpersonen können den Kauf von Kunststoffmaterialien wie synthetischen Textilien, die in ihrer Kleidung verwendet werden, vermeiden, aber dies stellt den alltäglichen Verbraucher vor Herausforderungen. In größerem Maßstab könnten wir als Gesellschaft auf synthetische Kleidung verzichten, weil wir viele Abfälle gefunden haben In dieser Höhle befanden sich synthetische Fasern aus Textilien. Und natürlich würde es auch helfen, unsere gesamte Plastikproduktion und unseren Plastikverbrauch zu reduzieren.“

Mikroplastik schadet nicht nur möglicherweise der Höhlenumgebung, sondern beeinträchtigt auch die Tierwelt, die in Cliff Cave zu Hause ist. Fledermäuse, Amphibien und andere Tiere bewegen sich frei in der Höhle und Mikroplastik könnte ihren empfindlichen Lebensraum stören. Mikroplastik ist nicht nur ein menschliches Problem, sondern auch ein Umweltproblem, und Hasenmüller fordert mehr Forschung, um sicherzustellen, dass die Belastung nicht noch schlimmer wird.

„Es ist wirklich wichtig zu verstehen, welche Bedrohung Mikroplastik für die einzigartigen und seltenen Tiere darstellt, die nur in Höhlensystemen leben“, sagte Hasenmüller. „Nur eine Handvoll Studien haben Mikroplastik in solchen unterirdischen Ökosystemen untersucht. Unsere Arbeit liefert Ressourcenmanagern also die Informationen, über die sie nachdenken müssen, um diese fragilen Lebensräume vor neu auftretenden Schadstoffen wie Mikroplastik zu schützen.“