BGR-Publikation zur räumlichen Verteilung von Mesoplastik in Böden (12/2024)

Kunststoffe in der Umwelt sind eine der wichtigsten globalen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Sie gelangen auf verschiedenen Wegen in Böden. Relevante Eintragspfade sind Reifenabrieb, Klärschlamm, Mulchfolien und Kompost. Dabei werden Kunststoffe teilweise direkt als Mesoplastik (MePs, >5000 µm), Mikroplastik (MPs, 5000-1 µm) und Nanoplastik (NPs, <1 µm) in Böden eingetragen. Zusätzlich entsteht MPs und NPs in Böden durch die physikochemische Beanspruchung und Zerkleinerung größerer Kunststoff-Fragmente. Je kleiner die Partikel werden, desto höher ist deren Potenzial zur Aufnahme von Pflanzen und Bodenorganismen. Da Böden eine deutliche Senke für Plastik darstellen, ist die Kenntnis über den Eintrag und die räumliche Verteilung insbesondere von MePs zwingend erforderlich, zumal diese den vermutlich größten Masseanteil an den Plastik-Größenfraktionen ausmachen.
Deshalb untersuchten die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) und die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) die räumliche Verteilung von Plastik in einem Ackerboden, der über zwölf Jahre mit Kompost beaufschlagt wurde. Die Ergebnisse der Studie sind frei verfügbar in der Fachzeitschrift „European Journal of Soil Science“ (EJSS) publiziert worden. Insgesamt wurden 173 Bodenproben entnommen, wobei verschiedene Probenahmestrategien zur Anwendung kamen. Erstmalig wurde ein einzelner Ackerstandort mit dieser hohen Intensität auf MePs untersucht. Abbildung 1 zeigt, dass das Bodenmaterial an den Oberflächen der Plastikpartikel haftet, weshalb die Partikel vor der Massenbestimmung mit Pyrophosphat gereinigt wurden. Ein essentielles Vorgehen bei der Massenbestimmung von Plastikpartikeln aus Bodenproben, welches grundsätzlich durchgeführt werden muss, um die Einträge von Plastik in Böden möglichst korrekt abzuschätzen. Aus insgesamt 470 kg Bodenmaterial wurden 259 MePs identifiziert mit einer mittleren Masse von 2,26 mg/kg. Hierbei dominierten die Folien, als häufigster Polymertyp konnte Polyethylen identifiziert werden.
Die statistischen Auswertungen der Messdaten zeigen, dass das Mesoplastik ohne räumliche Abhängigkeit im untersuchten Ackerstandort verteilt ist. Um mit derselben Fehlertoleranz wie für klassische Bodenkenngrößen (z. B. Kationenaustauschkapazität, organischer Kohlenstoffgehalt) zu beproben, muss für Mesoplastik eine deutlich höhere Anzahl von Einzelstichproben für eine Mischprobe gezogen werden. Das Volumen der Mischprobe sollte zwei Liter keinesfalls unterschreiten.
Weitere Details - zu der in dieser Form prototypischen und einmaligen Studie - können der Originalpublikation entnommen werden.

Dorau et al. (2024): Characterization and spatial distribution of mesoplastics in an arable soil. EJSS.

Abbildung 1: Bodenmaterial haftet an den Oberflächen der Plastikpartikel, weshalb die Partikel vor der Massenbestimmung mit Pyrophosphat gereinigt wurden (Dorau et al. 2024). Quelle: BGR