Ein vielversprechender Ansatz zur Überwachung von Mikroplastikgehalten in Kompost
Quelle: BAM
Kunststoffe in der Umwelt werden mittlerweile überall auf der Welt gefunden und nachgewiesen. Dies gilt für großes Makroplastik sowie kleine Kunststofffragmente (Mikroplastik). Makroplastik umfasst Partikel von 5 mm bis hin zu kompletten Produkten wie Plastikflaschen, während Mikroplastik die Kunststoffbestandteile wie Fasern und Partikel mit einer Größe von 1 µm bis 1 mm umfasst (ISO/TR 21960:2020). Die Quellenidentifizierung ist oft schwierig zu bewerkstelligen, da Kunststoffeinträge sehr vielfältig sind. Als ein möglicher Eintragspfad in die Umwelt gilt Kompost. Die Ausgangssubstanzen wie z.B. der Inhalt von Biotonnen aus privaten Haushalten sind aufgrund von unzureichender Abfalltrennung oftmals mit Kunststoffen belastet. Das Aussortieren der Kunststoffabfälle während des Produktionsprozesses im Kompostierwerk ist zwar sehr effektiv, jedoch bleiben einige Kunststoffe unentdeckt.
Laut der deutschen Düngemittelverordnung darf der Kunststoffgesamtgehalt am Ende des Produktionsprozesses maximal 0,5 % betragen. Allerdings werden nur Kunststoffpartikel und Fragmente betrachtet, die größer als 1 mm sind, wodurch die Mikroplastikgehalte nicht beachtet werden. Dies hängt auch mit der komplexen Analytik zusammen, die notwendig ist, um diese kleinen Partikel zu detektieren und zu quantifizieren. Die an der BAM entwickelte und patentierte Methode Thermo Extraktion Desorption-Gaschromatographie/Massenspektrometrie (TED-GC/MS) ermöglicht nicht nur die Detektion, sondern auch die Quantifizierung von Mikroplastik in Form von Massegehalten und -konzentrationen. Kurze Messzeiten ermöglichen weiterhin einen großen Probendurchsatz, was für Monitoringzwecke und die Prozessüberwachung essenziell ist. Es zeigte sich jedoch, dass die Analytik bei der Mikroplastikbestimmung nicht das einzige war, das beachtet und entwickelt werden musste. Jede Laborprobe ist nur aussagekräftig, wenn sie die gleiche prozentuale Zusammensetzung an Einzelsubstanzen wie die ursprünglich zu untersuchende Probe aufweist. Um eine repräsentative Verteilung und Quantifizierung des Mikro- sowie auch des großen Mikroplastiks (1-5 mm) zu erhalten, wurde in Kooperation mit dem Umweltbundesamt (UBA) ein Konzept von der richtigen Beprobung des Komposts, einer Dichteseparation als Probenaufbereitung im Labor bis hin zur Optimierung der Analysenmethode entwickelt. Es konnte gezeigt werden, dass ganzheitliche Untersuchungskonzepte wie dieses notwendig sind, um einheitliche und repräsentative Ergebnisse der Mikroplastikgehalte zu ermitteln. Die entwickelte Methode der Dichteaufbereitung als Probenvorbereitung hat sich inzwischen etabliert und fließt jetzt in die (internationale) Normung ein.
A promising approach to monitor microplastic masses in composts.
Wiesner Yosri, Bednarz Marius, Braun Ulrike, Bannick Claus Gerhard, Ricking Mathias, Altmann Korinna
Frontiers in Environmental Chemistry, Volume 4, 2023