Unsere Ozeane sind mit Plastik vermüllt – das zeigt sich rund um die Welt. Doch wie groß das Ausmaß der Verschmutzung inzwischen ist, lässt sich nur schwer ermitteln. Jetzt haben Forscher erstmals den gesamten Atlantik von Norden nach Süden auf Mikroplastik hin untersucht. Die Analysen ergaben, dass allein in den oberen 200 Metern Wasser 12 bis 21 Millionen Tonnen Plastikpartikel der drei häufigsten Plastiksorten herumschwimmen. Der größte Teil dieses Mikroplastiks ist kleiner als 100 Mikrometer und daher weitgehend “unsichtbar”. Die Wissenschaftler schätzen, dass das wahre Ausmaß der Plastikverschmutzung weit größer sein könnte als bislang angenommen.
Weltweit werden jährlich rund 400 Millionen Tonnen Kunststoffe neu hergestellt – ein Großteil davon für kurzlebige Produkte wie Verpackungen. Als Folge landet das meiste davon sehr schnell wieder im Müll und auch in der Umwelt. Plastikflaschen, Tüten und andere Kunststoffabfälle sammeln sich inzwischen in mehreren riesigen Müllstrudeln im Atlantik und Pazifik. Viele Kunststoffe können zwar nicht biologisch abgebaut werden, zerfallen aber im Laufe der Zeit in immer kleinere Partikel. Dieses Mikroplastik breitet sich mit den Meeresströmungen in nahezu alle Meeresregionen aus. Selbst in der Arktis und Antarktis, in Tiefseegräben und anderen entlegenen Gebieten sind inzwischen Plastikreste zu finden. “Die Menge und Verteilung dieses Mikroplastiks, vor allem unterhalb der Größe von 250 Mikrometern, ist aber bislang nahezu unbekannt”, erklären Katsiaryna Pabortsava und Richard Lampitt vom National Oceanography Centre in Southampton. Denn bislang wurden vorwiegend lokale Stichproben und die Wasseroberfläche oder das Sediment untersucht. Was sich in der ganzen Wassersäule dazwischen abspielt, liegt im Dunkeln.
Bis zu 7000 Partikel pro Kubikmeter Wasser
Um das zu ändern, haben die beiden Forscher 2016 an der Atlantic Meridional Transect Expedition teilgenommen. Dabei durchfuhren Wissenschaftler den Atlantik einmal per Schiff von Norden nach Süden und nahmen in regelmäßigen Abständen Messungen vor und entnahmen Proben. Pabortsava und Lampitt sammelten bei diesen Stopps mithilfe spezieller Filterpumpen Mikroplastikproben aus drei verschiedenen Tiefen: eine in zehn Meter Wassertiefe, eine 10 bis 30 Meter unterhalb der Untergrenze der durchmischten Wasserzone und eine weitere rund 100 Meter unter dieser Schichtengrenze. Mithilfe spezieller Spektroskopietechniken ermittelten sie dann in den aufkonzentrierten Proben, wie viele Partikel der drei häufigsten Kunststoffe – Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polysterol (PS) – im Wasser enthalten waren. Zusammen machen diese Kunststoffe rund 56 Prozent des globalen Plastikmülls aus, wie die Forscher erklären. Ihre Analysemethode erlaubte es ihnen, noch Partikel von nur 25 Mikrometer Größe zu erfassen.
Wie sich zeigte, gab es keine Wasserprobe, in der kein Mikroplastik gefunden wurde. “Wir haben PE, PP und PS an allen Stationen nachgewiesen, die Mengen und Masse unterschied sich allerdings je nach Ort und Wassertiefe um mehrere Größenordnungen”, berichten Pabortsava und Lampitt. In den meisten Fällen war die Konzentration des Mikroplastiks in der obersten Wasserschicht am höchsten. Dort reichte die Dichte von 990 bis zu 6999 Partikeln pro Kubikmeter Wasser. Das sei deutlich mehr als in früheren Studien nachgewiesen. Mit zunehmender Tiefe nahm die Konzentration meist ab. Ähnlich wie im Plastikmüll insgesamt war auch in den Wasserproben Polyethylen am häufigsten vertreten, gefolgt von Polypropylen und Polystyrol. Entgegen den Erwartungen zeigte die geografische Verteilung des Mikroplastiks jedoch keine höheren Dichten in der Nähe der großen Müllstrudel. “Warum das so ist, können zurzeit noch nicht erklären”, so die Forscher.
Zu klein für die meisten Probenmethoden
Dafür war eine andere Beobachtung sehr erhellend: Wie die Messungen ergaben, waren die meisten Plastikpartikel sehr klein – am größten war der Anteil von Teilchen mit 50 bis 80 Mikrometer Durchmesser. “Das stützt die Annahme, dass kleineres Mikroplastik den größten Anteil des ozeanischen Plastikmülls stellt”, sagen Pabortsava und Lampitt. Ausgerechnet diese sehr kleinen Partikel jedoch werden mit gängigen Methoden der Probenahme meist nicht erfasst. “Sie sind daher in den Schätzungen der Plastikbelastung der Meere noch nicht enthalten”, so die Forscher. Ihren Auswertungen nach könnte der Atlantik allein in den oberen 200 Metern von den drei untersuchten Kunststoffsorten in der Größe von 30 bis 650 Mikrometern 11,6 bis 21,1 Millionen Tonnen enthalten. “Wenn wir davon ausgehen, dass die von uns gemessenen Mikroplastik-Konzentrationen auch für die Wassersäule bis hinunter zum Meeresboden in rund 3000 Meter Tiefe repräsentativ sind, dann könnte der Atlantik insgesamt rund 200 Millionen Tonnen Mikroplastik allein in dieser Größe und von diesen drei Polymersorten enthalten”, sagt Lampitt.
Allerdings ist es wahrscheinlicher, dass die Kontamination in tieferen Wasserschichten geringer ist als in den oberen. Dennoch bleibt nach Ansicht der Wissenschaftler selbst dann noch genügend übrig, um bisherige Schätzungen deutlich zu übertreffen. Wie sie ermittelten, könnte die Mikroplastikmenge im Atlantik dann zwischen 17 und 47 Millionen Tonnen liegen. “Unsere Ergebnisse sprechen dafür, dass sowohl die Einträge als auch die Mengen von ozeanischem Plastik weit höher sind als bisher ermittelt”, konstatieren sie. Gleichzeitig enthülle die Studie, dass gerade sehr kleine, unterhalb der Wasseroberfläche schwimmende Plastikpartikel eine entscheidende Rolle für die Kontamination spielen – nicht zuletzt deshalb, weil gerade dieses Mikroplastik besonders leicht von Meerestieren aufgenommen werden kann.
Quelle: Katsiaryna Pabortsava und Richard Lampitt (National Oceanography Centre, Southampton), Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-020-17932-9
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