Eine achtstufige Methodik zur Analyse von Mikroplastik im Bodenökosystem

In der heutigen Welt werden Kunststoffe aufgrund ihrer günstigen Eigenschaften und erschwinglichen Kosten häufig verwendet. Die weit verbreitete Verwendung dieser nicht biologisch abbaubaren Materialien macht sie jedoch zu einem Ärgernis für die Abfallentsorgung und zu einem globalen Umweltproblem. Schätzungen zufolge werden bis 2050 etwa 12 Milliarden Tonnen Plastikmüll auf Mülldeponien landen.

Kunststoffe, die in den Boden gelangen, unterliegen einer starken Verwitterung und Zersetzung, was zur Bildung von Mikroplastik (MPs) oder Kunststofffragmenten mit einer Größe von weniger als 5 mm führt. Diese MP reichern sich im Boden an, verändern deren chemische und biologische Eigenschaften und verschärfen die Gefahr der Plastikverschmutzung. Diese MPs stellen nicht nur Risiken für die Bodengesundheit dar, sondern beeinträchtigen auch Bodenorganismen und kontaminieren Pflanzen, wodurch die Integrität der gesamten Nahrungskette gefährdet wird.

Angesichts der jüngsten Aufmerksamkeit für die Verschmutzung von Böden durch Mikroplastik mangelt es immer noch an einem systematischen, umfassenden und standardisierten Verfahren zur Probenahme, Trennung und Analyse von Boden-MPs. Aktuelle Analysemethoden für Boden-MPs sind in der Regel modifizierte Versionen bestehender Meeresforschung, die selten die inhärente Komplexität von Bodenökosystemen berücksichtigen.

Um diese Forschungslücke zu schließen, hat ein Team unter der Leitung von Prof. Yong Sik Ok von der Korea University nun die aktuellen Analyseansätze für Boden-MPs kritisch bewertet und eine neuartige, umfassende achtstufige Methodik zur Untersuchung von MPs in Böden vorgeschlagen.

Prof. Ok ist Vorsitzender und Programmdirektor des Programms für nachhaltige Abfallwirtschaft (APRU SWM) der Association of Pacific Rim Universities (APRU), Präsident der International ESG (Environmental, Social and Governance) Association (IESGA) und Präsident von der International Society of Trace Element Biogeochemistry (ISTEB) und ist seit 2018 ein häufig zitierter Forscher.

Im weiteren Verlauf ihrer Studie sagt Prof. Ok: „In einer Welt, die sich mit den zunehmenden Herausforderungen der Plastikverschmutzung auseinandersetzt, liefert unsere kritische Bewertung entscheidende Erkenntnisse, die im Einklang mit den Zielen für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen (SDGs) erhebliche Unterstützung für globale Industrien bieten können.“ ) und ESG-Grundsätze.“

Der Artikel war veröffentlicht in Kritische Rezensionen in Umweltwissenschaften und -technologie.

In dieser Arbeit betonen Prof. Ok und sein Team die Bedeutung der Bodenprobenahme, Homogenisierung und Aggregatverteilung und untersuchen die physikalisch-chemischen und biologischen Eigenschaften von Böden, bevor sie die MPs in Böden analysieren. Basierend auf ihrer Analyse schlug das Team eine umfassende Methodik mit acht Phasen zur Analyse von Boden-MPs vor.

Diese Phasen umfassen 1) sorgfältige Planung der Bodenprobenahme; 2) Sammeln repräsentativer Proben; 3) Verarbeitung der Proben, einschließlich Trocknen und Sieben; 4) Charakterisierung des Bodens zur Bestimmung seiner physikalisch-chemischen und biologischen Eigenschaften; 5) Vorbehandlung der Böden vor der Trennung von MPs davon; 6) Trennung der MPs vom Ton und den organischen Bestandteilen des Bodens; 7) visuelle oder chemische Identifizierung der MPs und schließlich 8) Quantifizierung der MPs pro Kilogramm trockener Erde.

Bei dieser Methodik erkennt jede Phase an, wie wichtig es ist, bodenspezifische Eigenschaften zu berücksichtigen, zu verstehen, wie diese die MP-Analyse beeinträchtigen können, und diese Interferenzen sowie andere methodische Herausforderungen zu überwinden.

Diese neue Methodik bietet somit einen optimierten Ansatz für die Analyse von Boden-MPs, gewährleistet Genauigkeit, Präzision, Zuverlässigkeit und Qualitätssicherung und reduziert gleichzeitig potenzielle Fehler- oder Kontaminationsquellen.

Darüber hinaus lässt sich diese Methodik leicht unter verschiedenen Einstellungen reproduzieren. Interessanterweise reichen die Auswirkungen dieser Methodik über die wissenschaftliche Gemeinschaft hinaus. Während dieser systematische Ansatz die Vergleichbarkeit von Daten und Forschung erleichtert und das wissenschaftliche Verständnis fördert, fördert er auch die internationale Zusammenarbeit und den Wissensaustausch und unterstützt die Politikentwicklung zur Bewältigung der MP-Verschmutzung.

„Unsere vorgeschlagene Acht-Phasen-Methodik dient als Grundlage für die Entwicklung standardisierter Methoden zur Analyse von Boden-MPs. Solche weltweit anerkannten Standards können mit den Vorschriften des Umweltprogramms der Vereinten Nationen in Einklang gebracht und für die Entwicklung internationaler Vereinbarungen zum Umgang mit Kunststoffabfällen verwendet werden.“

„Darüber hinaus kann sich unsere Methodik als wertvolles Werkzeug und Referenz für Industrien, politische Entscheidungsträger und Forscher weltweit erweisen, die sich für die Bekämpfung der Plastikverschmutzung und den Schutz der Umwelt einsetzen“, schließt Prof. Ok.