Laut einem internationalen Forscherteam beeinflusst Mikroplastik die Sandbewegung entlang von Flussbetten, was darauf hindeutet, dass Mikroplastik die Flussbetterosion verstärken könnte. Roberto Fernández, Assistenzprofessor am Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwesen und Mitglied des Projektteams, sagte, dies könne Auswirkungen auf Flusslebensräume haben. Die Ergebnisse des Teams wurden in veröffentlicht Kommunikation Erde und Umwelt.
„Die Studie zeigt, dass Plastik kein passiv transportierter Bestandteil von Flusssystemen ist“, sagte Fernández. „Es interagiert mit dem Sediment und spielt eine aktive Rolle bei Flussbetttransportprozessen und Erosion.“
Laut Fernández hat Mikroplastik eine geringere Dichte als Sand und ist unter Wasser mobiler.
Normalerweise entstehen die Wellen und Dünen, die sich auf natürliche Weise auf Flussbetten bilden, sogenannte Bettformen, und bewegen sich flussabwärts, wenn Sedimentpartikel entlang des Flussbetts wandern. Wenn jedoch Mikroplastik in die Umwelt gelangt, kommt es zu Erosionsausbrüchen, die die Bodenformen zerstören und mehr Sand in Suspension befördern.
„Die Eigenschaften von Kunststoff führen zu einer lokalen Zunahme des in Suspension transportierten Sandes im Vergleich zu einem reinen Sandsystem“, sagte Fernández, Fakultätsmitglied des Institutes of Energy and the Environment. „Unsere Beobachtungen deuten darauf hin, dass es lokal zu einer stärkeren Flussbetterosion und einer Verschiebung des Transportmodus von der langsamen, bettnahen Bewegung der Partikel hin zu einer schnelleren Bewegung der Suspension kommt.“
Da die Plastikverschmutzung weltweit zunimmt, dürften die vom Team beobachteten Partikel-zu-Partikel-Wechselwirkungen laut Fernández wahrscheinlich in Bächen und Flussmündungen auf der ganzen Welt auftreten.
„Unsere Beobachtungen beschränken sich nicht ausschließlich auf Mikroplastik und Sand“, sagte er. „Überall dort, wo anthropogener Müll geringerer Dichte mit natürlichen Sedimenten interagiert, ist es wahrscheinlich, dass einige dieser Prozesse auftreten. Die umfassenderen Auswirkungen sind noch eine offene Frage, aber die lokalen Auswirkungen dürften dieselben sein.“
Eine kürzlich angelegte Düne beginnt an ihrem Leehang Plastik anzusammeln, das dann beim Vordringen in die Düne eindringt. Bemerkenswert ist, dass zwei Zigarettenfilter eingebaut und später erodiert wurden, wodurch sich die Düne anpasste, ihr Volumen verringerte und ausgewaschen wurde. Die Grubenformationen induzieren die Bildung kleiner Bettformen, die den Stosshang hinauf zum Kamm wandern. Bildnachweis: Russell et al.
Fernández sagte, es habe zahlreiche Bemühungen gegeben, die sich darauf konzentrierten, die Bewegung von Plastik im Wasser zu charakterisieren und bevorzugte Fangorte zu identifizieren.
„Die Wechselwirkungen der bettnahen Teilchen sind in einem natürlichen Fluss schwer – wenn nicht sogar unmöglich – zu beobachten, und unsere Experimente boten eine Möglichkeit, dies zu tun“, sagte er. „Partikel-zu-Partikel-Wechselwirkungen sind für Landschaftsveränderungen verantwortlich und das Verständnis dieser Prozesse ist wichtig, um die Entwicklung des Flussbettprofils über längere Zeiträume und ihre Auswirkungen abzuschätzen.“
Vor Kurzem hat das Team eine neue Versuchsrunde abgeschlossen, die es ihm ermöglichen wird, das Ausmaß der Störungen zu quantifizieren, die durch die Hinzufügung von Plastikverschmutzung in Flussbettsystemen verursacht werden.
„Die ursprünglichen Experimente boten nur eine qualitative Sicht“, sagte Fernández. „Die neuen Daten werden es uns ermöglichen, die Mindestmenge an Kunststoff zu bestimmen, die erforderlich ist, um eine Störung zu verursachen, und wie viel Sediment sich bei zunehmender Zugabe von Kunststoffen im System von Geschiebe zu Schwebstoff verlagert. Zukünftige Arbeiten werden die Quantifizierung der Hydrodynamik in der Nähe des Bodens umfassen.“ erhalten ein besseres Bild sowohl der Sedimente als auch des Wassers, das für ihren Transport verantwortlich ist.“
Mehr Informationen:
Catherine E. Russell et al., Plastikverschmutzung in Flussbetten beeinflusst grundsätzlich natürliche Sandtransportprozesse, Kommunikation Erde und Umwelt (2023). DOI: 10.1038/s43247-023-00820-7