Mikroplastik in landwirtschaftlichen Böden

Abstract

Plastik ist dank seiner vielfältigen Eigenschaften omnipräsent und von der modernen Gesellschaft nicht mehr wegzudenken. Doch seine Entsorgung stellt ein globales Problem dar. Ca. 79 Prozent des weltweit produzierten Plastiks landen aufgrund der schlechten Entsorgungsinfrastruktur in vielen Länder in der Umwelt. Dort angelangt, zerfällt Plastik aufgrund verschiedener chemischer und physikalischer Prozesse. Sind die zerfallenen Plastikstücke kleiner als fünf Millimeter, werden sie als Mikroplastik bezeichnet. Diese stellen eine Belastung für die Umwelt dar, dessen Ausmass noch nicht klar ist. Mikroplastik in marinen Ökosystemen wurde intensiv untersucht. Über Mikroplastik in Böden fehlen Studien allerdings weitgehend. Die FHNW hat darum das Projekt «MIRACLE» lanciert, zu welchem auch diese Projektarbeit gehört. Das Ziel dieser Projektarbeit ist es herauszufinden, welche Arten und welche Formen von Mikroplastik in landwirtschaftlichen Böden vorkommen. Zusätzlich untersucht wird ein allfälliger Zusammenhang der Mobilität von Mikroplastik und den Bodeneigenschaften. Dafür wurden an 30 Standorten Bodenproben aus drei verschiedenen Tiefen von 0 bis 90 cm gesammelt und zur Analyse aufbereitet. Das Projekt wurde in drei Phasen gegliedert: Die Recherchephase, die Analysephase und die Auswertungsphase. Aus der Recherchephase ging hervor, dass für landwirtschaftlich genutzte Felder Mulchfolie die Hauptquelle für Mikroplastik ist. Ausserdem beeinflussen die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Plastiks den Zerfall und die Mobilität. Bei der Bildung von sekundärem Mikroplastik ist Licht der wichtigste Faktor. Die vertikale und horizontale Mobilität von Mikroplastik ist abhängig von den Bodeneigenschaften. Externe Einflüsse wie landwirtschaftliche Maschinen und biologische Einflüsse wie Organismen spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. Mikroplastik interagiert je nach Eigenschaften, Grösse und Form unterschiedlich mit Schadstoffen. Ausserdem beeinflusst Mikroplastik die chemischen, sowie physikalischen Eigenschaften des Bodens und hat Auswirkungen auf den Nährstoffkreislauf von Pflanzen und Tieren. Die Analyse der pH-Werte haben ergeben, dass die am Feld angrenzende Strasse und der Fluss einen Einfluss auf den pH-Wert des Bodens haben. Bei der Analyse der Bodenproben mit dem FTIR-Spektrometer wurden folgende vier Plastikarten gefunden: Epoxidharz, Polystyrol, Polycaprolactam und Polyvinylchlorid. Um weitere Schlüsse für das Projekt «MIRACLE» zu ziehen, müssen die Daten der Mikroplastikextraktion und der chemischen Analyse der Bodenproben abgewartet und miteinbezogen werden. Dafür reichte die während dem Modul Projekt 3 zur Verfügung stehende Zeit nicht aus. Das Projektteam empfiehlt für den weiteren Verlauf des Projekts «MIRACLE», auf eine gute Zeitplanung zu achten. Dadurch kann die Messgenauigkeit gesteigert und der Zeitaufwand verringert werden.