Eine neue Studie zeigt, dass die Umleitung von Bächen und Flüssen zur Bewässerung von Feldfrüchten oder zur Bereitstellung von Trinkwasser die Verweildauer von Mikroplastik in Flusseinzugsgebieten erheblich verlängern kann, bevor sie in unsere Ozeane gelangen.
Veröffentlichung ihrer Ergebnisse in Wasserforschungeine internationale Wissenschaftlergruppe unter der Leitung der Universität Birmingham, beleuchtet die Auswirkungen des Wassermanagements im Hinblick auf die Umleitung von Flüssen zu Bewässerungszwecken auf den Transport von Mikroplastik.
Diese Umleitungen können erhebliche Auswirkungen auf die Schätzungen des Schadstoffflusses in unsere Ozeane haben, da das umgeleitete Wasser aus Flüssen die winzigen Plastikpartikel über landwirtschaftliche Flächen verteilt, von wo aus sie möglicherweise in andere Wasserläufe oder benachbarte Einzugsgebiete zurückgespült werden.
Das Forschungsteam untersuchte zwei Flusspaare in Colorado, USA – den Boulder Creek und seinen weniger urbanisierten Nebenfluss South Boulder Creek – und bewertete die Auswirkungen von Urbanisierung und Flussumlenkungen auf die flussaufwärts bis flussabwärts verlaufenden Profile lokaler Mikroplastikkonzentrationen sowie Mikroplastikfrachten , was den durchflussgewichteten Abwärtstransport von Partikeln angibt.
Die Forscher fanden heraus, dass die Konzentrationsmuster von Mikroplastik in beiden Flüssen mit dem Grad der Urbanisierung des Einzugsgebiets zusammenhingen: Daten aus beiden Bächen deuten auf einen Zusammenhang zwischen Mikroplastikkonzentration und Urbanisierung hin, da die Mikroplastikkonzentrationen in Boulder Creek mit einem stärker urbanisierten Einzugsgebiet sowohl im Oberflächenwasser als auch im Oberflächenwasser höher waren Sediment als in South Boulder Creek, und die Mikroplastikkonzentration nahm flussabwärts zu, wenn man stärker urbanisierte Gebiete passierte.
Die Hauptautorin Anna Kukkola von der Universität Birmingham kommentierte: „Wir entdeckten starke Zusammenhänge zwischen dem Grad der Urbanisierung im Flusseinzugsgebiet und den beobachteten Mikroplastikkonzentrationen im Fluss und verdeutlichten, wie menschliche Aktivitäten zu einem unmittelbaren Anstieg der Mikroplastik in diesem bergigen Einzugsgebiet führten.“
„Eine wesentliche Neuheit dieser Studie ist die Anwendung des Beladungsansatzes, der hier erstmals zur Quantifizierung von Mikroplastikflüssen verwendet wird und es uns ermöglicht, nicht nur Mikroplastikquellen zu identifizieren, sondern auch die nachgelagerte Entwicklung von Mikroplastiktransportmustern zu bestimmen.“ Fall auch die Ableitung von Mikroplastik aus dem Flusseinzugsgebiet.“
Co-Autor Rob Runkel vom United States Geological Survey fügte hinzu: „Diese Ergebnisse für Mikroplastik stimmen mit unseren Ergebnissen für andere städtische Elemente wie Chlorid überein, wo wir im stärker urbanisierten Boulder eine drei- bis neunmal höhere Belastung sehen.“ Creek-Wasserscheide.
Das internationale Team stellte außerdem fest, dass das Ausmaß der Flussumlenkungen aus beiden Bächen dazu führte, dass große Mengen Mikroplastik aus jedem Bach entfernt und aus ihrem eigentlichen Einzugsgebiet transportiert wurden. Sie haben die Mikroplastikentfernung durch Flussumleitungen von über 500 Mikroplastikpartikeln pro Sekunde (oder 1.800.000 pro Stunde) aus den beiden untersuchten Flüssen gemessen.
Um dies ins rechte Licht zu rücken: Im Jahr 2012 wurden allein in Nordamerika 241 km3 Wasser für landwirtschaftliche Zwecke umgeleitet, weltweit waren es 2.670 km3. Mithilfe konservativer Schätzungen, die auf der Partikelschwelle von >63 µm ihrer Studie basieren, schätzten die Forscher, dass dies dazu führen könnte, dass in Nordamerika jedes Jahr rund 41 Billionen Mikroplastikpartikel aus Flussnetzen in die terrestrische Umwelt umverteilt werden, insgesamt sogar 459 Billionen Teilchen werden weltweit umverteilt.
Co-Autor und Hauptforscher Professor Stefan Krause von der Universität Birmingham kommentierte: „Die Art und Weise, wie wir unsere Bäche und Flüsse verwalten, kann erhebliche Auswirkungen auf den Transport von Mikroplastik haben, diese Auswirkungen wurden jedoch nicht in globale Modelle einbezogen, die stromabwärts davon ausgehen.“ Konvergenz der Mikroplastikflüsse entlang von Flussnetzen. Unsere aktuellen Modelle unterschätzen daher möglicherweise die Mengen und Verweilzeiten von Kunststoffen in Flusseinzugsgebieten und überschätzen die Geschwindigkeit, mit der Mikroplastik in unsere Ozeane transportiert wird.“
Während die Bewertung der Toxizität nicht im Mittelpunkt der aktuellen Studie stand, bemerkte Co-Autor Professor Iseult Lynch von der Universität Birmingham: „Die Ergebnisse dieser Studie sind äußerst relevant für die Abschätzung ökotoxikologischer Auswirkungen auf aquatische und terrestrische Umgebungen und Ökosysteme mit verstärktem terrestrischem Aufenthalt.“ Zeiten, die zu längeren (chronischen) Expositionen führen.“
Mehr Informationen:
Anna Kukkola et al., Vorherrschende Auswirkungen des Flussmanagements auf den Mikroplastiktransport in kontrastierenden US-Strömen: Überdenken der Schätzungen des globalen Mikroplastikflusses, Wasserforschung (2023). DOI: 10.1016/j.watres.2023.120112