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Aug 25, 2023

Der Plastikabbau im Meer trägt zu seiner Versauerung bei

20. September 2022 vom Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) Eine neue Studie unter der Leitung des Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) in Barcelona hat ergeben, dass der Plastikabbau zum Ozean beiträgt

20. September 2022

vom Institut für Meereswissenschaften (ICM-CSIC)

Eine neue Studie unter der Leitung des Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) in Barcelona hat ergeben, dass der Plastikabbau zur Versauerung der Ozeane beiträgt, indem gelöste organische Kohlenstoffverbindungen sowohl aus dem Plastik selbst als auch aus seinen Zusatzstoffen freigesetzt werden.

„Dank dieser Studie konnten wir nachweisen, dass der Plastikabbau in stark mit Plastik verschmutzten Meeresoberflächen zu einem Abfall von bis zu 0,5 pH-Einheiten führt, was mit dem pH-Wert-Rückgang vergleichbar ist, der in den schlimmsten anthropogenen Emissionsszenarien geschätzt wird.“ Ende des 21. Jahrhunderts“, betont Cristina Romera-Castillo, ICM-CSIC-Forscherin und Erstautorin der Studie, die diese Woche in der Zeitschrift Science of the Total Environment veröffentlicht wurde.

Versauerung und Plastikverschmutzung sind zwei der größten Probleme, mit denen die Ozeane heute konfrontiert sind. Seit der industriellen Revolution hat der Anstieg des Säuregehalts der Ozeane dazu geführt, dass es für einige kalkbildende Organismen wie Korallen schwieriger ist, ihre Skelette zu erhalten. Jedes Jahr gelangen bis zu 13 Millionen Tonnen Plastik ins Meer.

Das ultraviolette Licht der Sonne ist der Hauptfaktor für die Zersetzung und Alterung von Kunststoffen. Dieser Abbau führt zu Brüchen, die dazu führen, dass der Kunststoff in kleinere Stücke zerbricht, manche weniger als 5 Millimeter, besser bekannt als Mikroplastik.

Wenn der Kunststoff Sonnenlicht und Erosion ausgesetzt wird, „altert“ er und sein Abbaugrad hängt davon ab, wie lange er diesen Bedingungen ausgesetzt war. Diese Belastung führt zu einer erhöhten Freisetzung chemischer Verbindungen in das Wasser und führt zu einer Senkung des pH-Werts.

Die chemischen Verbindungen, die der Kunststoff bei seinem Abbau an das Meerwasser abgibt, können aus dem Kunststoff selbst stammen oder Additive sein, die dem Polymer zugesetzt werden, um ihm unter anderem Farbe oder Widerstandsfähigkeit zu verleihen. Einige dieser Verbindungen sind organische Säuren, was erklärt, warum sie zum Abfall des pH-Werts beitragen.

Allerdings entsteht beim Kunststoffabbau auch CO2, das direkt vom Kunststoff abgegeben werden kann oder ein Produkt der Reaktionen ist, die das Sonnenlicht in den von diesem Material freigesetzten organischen Verbindungen auslöst. Dieses freigesetzte CO2 ist wiederum an einer Reihe von Reaktionen beteiligt, die ebenfalls einen pH-Wert-Abfall verursachen.

Um die Studie durchzuführen, setzten die Forscher verschiedene Arten von Kunststoffen (neu und gealtert) einer konstanten Temperatur und Sonneneinstrahlung aus. Anschließend analysierten sie den pH-Wert des Wassers und die Menge an gelöstem organischem Kohlenstoff, die durch Mikroplastik infolge seines Abbaus freigesetzt wird.

Bei nur sechstägiger Sonneneinstrahlung setzte eine Mischung aus gealterten Kunststoffen, die an Stränden gesammelt wurden, eine große Menge gelöster organischer Kohlenstoffverbindungen frei und es wurde ein deutlicher Abfall des pH-Werts des Wassers beobachtet. Im Gegensatz dazu zeigten Experimente mit neuem Polystyrol, Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) – aus dem Beutel und andere Verpackungen hergestellt werden – und biologisch abbaubaren Kunststofffragmenten keinen wesentlichen Abfall des pH-Werts, mit Ausnahme von expandiertem Polyestyrol.

„Diese Ergebnisse zeigen, dass gealterter Kunststoff die Versauerung viel stärker beeinflusst als neuer Kunststoff, was sehr besorgniserregend ist, da der Großteil des im Meer vorkommenden Kunststoffs, egal welcher Art, abgebaut wird“, schließt Romera-Castillo.

Mehr Informationen: Cristina Romera-Castillo et al., Abiotische Plastikauswaschung trägt zur Versauerung der Ozeane bei, Science of The Total Environment (2022). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.158683

Zeitschrifteninformationen:Wissenschaft der gesamten Umwelt

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