In den letzten 40 Jahren hat mit dem Anstieg der weltweiten Plastikproduktion auch die Menge an Plastikmüll in den Meeren zugenommen. In den letzten Jahren ist auch die Aufmerksamkeit für das Thema Mikroplastik gewachsen, auch da durch den Zerfall von Plastik mit immer mehr immer kleineren Plastikpartikeln in der Meeresumwelt zu rechnen ist. Trotzdem gibt es immer noch einen beachtlichen Mangel an Daten bezüglich der Abundanz, der Verteilung und dem Verbleib dieser Mikroplastikpartikel in den verschiedenen Kompartimenten der Meere. Doch gerade diese grundlegenden Daten sind von Bedeutung, um eine Basis für ein zukünftiges Monitoring, wie es im Rahmen der Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie gefordert wird, zu schaffen und um die Auswirkungen des Mikroplastiks auf die Ökosysteme der Meere bestimmen zu können. Ein Hauptgrund für den Mangel an vergleichbaren Daten liegt darin, dass es nahezu keine standardisierten Methoden gibt, die eine verlässliche Erhebung der Mengen und Identifizierung der Mikroplastikpartikel in Umweltproben ermöglichen. Ein hierfür erst kürzlich entwickelter und äußerst vielversprechender methodischer Ansatz, der in einigen Masterarbeiten erprobt wurde, soll nun im Rahmen dieses Projektes genutzt werden. Auf diese Weise können die Fragen nach der Menge an Mikroplastikpartikel in der Deutschen Bucht, geeigneten Standorten für ein zukünftiges Monitoring, Mikroplastikabundanzen in Relation zur Küstennähe und die Verbindungen zwischen den einzelnen marinen Kompartimenten angegangen werden.
Modellierte hydrographische Fronten sollen dabei berücksichtigt werden, um potenzielle „hot spots“ für Mikroplastikvorkommen in Regionen von Flusseinträgen und hydrodynamischen Akkumulationen zu untersuchen, indem dort Proben sowohl aus dem Sediment als auch aus dem Oberflächenwasser genommen werden.
Das darauffolgende methodische Verfahren besteht aus einer Extraktion der Mikroplastikpartikel aus der Umweltprobe und einer anschließenden Aufreinigung der Proben mittels enzymatischen Verdaus. Große Mikroplastikpartikel (0,5 – 5 mm) werden per Hand aussortiert und spektroskopisch analysiert mithilfe von ATR (Attenuated Total-Reflectance) FTIR. Die kleinen Mikroplastikpartikel (< 500 µm) einer Probe werden dann auf einen Messfilter konzentriert und dieser wird mittels FPA-basierter microFTIR (Fourier-Transformations-Infrarot-) Spektroskopie analysiert. Dieses Verfahren ermöglicht eine zuverlässige und eindeutige Erfassung und Identifizierung von Mikroplastik aufgrund der für die jeweiligen Polymere spezifischen Absorptionsspektren. Mit dieser Methodik konnten in allen analysierten Sediment- und Oberflächenwasserproben Mikroplastikpartikel detektiert werden. Insgesamt wurden in Sedimentproben 21 verschiedene Polymertypen identifiziert und in Oberflächenwasserproben 19, wobei in beiden Kompartimenten Polyethylene (PE), Polypropylene (PP) und Poylethylenterephthalat (PET) zu den häufigsten Polymeren zählen. Bei genauerem Blick auf die Größenverteilung der Polymere fällt auf, dass in den Oberflächenwasserproben 94% der Mikroplastikpartikel zwischen 11 und 500 µm groß waren und es in den Sedimentproben sogar 99,6% waren. Es ist ein klarer Trend zu sehen, dass mit abnehmender Größe der Mikroplastikpartikel, sowohl die Anzahl der Partikel als auch die Diversität der Polymerzusammensetzung steigt.
Die Daten werden weiter ausgewertet, um erstmalig ein Gesamtbild der Mikroplastikverteilung und -zusammensetzung in potenziellen Akkumulationsgebieten der Südlichen Nordsee zu erhalten.