Ziel dieser Masterthesis ist es, die Zusammenhänge der physikalisch-chemischen Beziehung von Mikroplastikpartikeln und hydrophoben Schadstoffen zu analysieren. Es soll geklärt werden, ob Mikroplastik als Vektor hydrophober Schadstoffe agieren und welches Schadpotenzial kontaminiertes Mikroplastik nach Aufnahme in den Organismus mit sich bringen kann. Zudem werden unterschiedliche Lösungsansätze für die Vermeidung und Verwertung von Kunststoffen aufgezeigt.
Kaum ein anderer Werkstoff wird so häufig für die Herstellung von Erzeugnissen verwendet wie Kunststoffe. Durch die Weiterentwicklung in den 1950er-Jahren wurde ein kostengünstiger und vielfältiger Einsatz an Kunststoffen besonders in der Massenfertigung ermöglicht. In der heutigen Zeit bestehen fast alle Produkte in irgendeiner Form aus Kunststoffen. Diese Produkte reichen von Autoreifen über Dämmstoffe, bis hin zu Einwegprodukten und Verpackungen.
Diese Vielfalt bietet zahlreiche Eintragspfade für Kunststoffe, um in die Umwelt zu gelangen. Das Grundproblem von Kunststoffen besteht darin, dass sie auf natürlichem Wege nicht abbaubar sind und sich dadurch in der Umwelt anreichern. Mikroplastik enthält Additive, die während der Herstellung des Ausgangskunststoffs hinzugefügt wurden, um bestimmte Eigenschaften zu erhalten. Dazu zählen Schadstoffe wie Weichmacher und Flammschutzmittel. Aber auch im Wasser vorhandene Schadstoffe können sich an Mikroplastikpartikel anreichern. Dabei handelt es sich um hydrophobe Schadstoffe, die sich bevorzugt an unpolaren Kunststoffen anreichern. Nimmt ein Organismus mit Schadstoffen kontaminiertes Mikroplastik auf, können diese Schadstoffe potenziell an den Organismus abgegeben werden, wo sie sich negativ auf den Körper auswirken.
Inhaltsverzeichnis (Table of Contents)
- 1.0 Einleitung
- 2.0 Allgemeines und Grundlagen
- 2.1 Was sind Kunststoffe?
- 2.2 Produktionsmengen
- 2.3 Zersetzung von Kunststoffen
- 2.4 Definition von Mikroplastik
- 2.5 Entstehung von Mikroplastik
- 2.6 Untersuchungsmethoden für Mikroplastik in Gewässern
- 3.0 Quellen von Mikroplastik
- 3.1 Reifen- und Straßenabrieb
- 3.2 Abfallentsorgung
- 3.3 Klärschlämme, Komposte und Gärrückstände
- 3.4 Baustellen
- 3.5 Littering
- 3.6 Kommunale Abwässer
- 3.7 Pelletverluste
- 3.8 Wasch- und Reinigungsmittel, Kosmetika
- 3.9 Faserabrieb durch Textilwäsche
- 3.10 Schiffart, Fischerei und Tourismus
- 3.11 Sport- und Spielplätze
- 4.0 Mikroplastik als Vektor hydrophober Schadstoffe
- 4.1 Sorptionsvorgänge von Schadstoffen
- 4.1.1 Adsorption
- 4.1.2 Desorption
- 4.1.3 Absorption
- 4.1.4 Unterschiede in der Sorption an verschiedenen Kunststoffarten
- 4.2 Hydrophobizität von Schadstoffen
- 4.3 A/V-Verhältnis von Mikroplastik
- 4.3.1 Verwitterung und Salzgehalt
- 5.0 Schadpotenzial von Mikroplastik
- 5.1 Additive
- 5.1.1 Weichmacher
- 5.1.2 Flammschutzmittel
- 5.1.3 Stabilisatoren
- 5.1.4 Farbmittel
- 5.1.5 Verstärkungs- und Füllstoffe
- 5.1.6 Rest-Monomere
- 5.2 Adsorptive
- 5.2.1 Polychlorierte Biphenyle (PCB)
- 5.2.2 Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK)
- 5.2.3 Per- und polyfluorierte Chemikalien (PFC)
- 5.2.4 Dichlordiphenyltrichlorethan (DDT)
- 5.2.5 Hexachlorbenzol (HCB)
- 5.2.6 Schwermetalle
- 6.0 Biologische Auswirkungen durch kontaminiertes Mikroplastik
- 6.1 Toxikokinetik
- 6.2 Bioakkumulation in marinen Ökosystemen
- 6.3 Forschungsstand über die Schadwirkung auf Organismen
- 7.0 Empfehlungen und Lösungsansätze
- 7.1 Kunststoffe vermeiden
- 7.2 Regulation durch Verbote und Beschränkungen
- 7.2.1 Bundesrepublik Deutschland
- 7.2.2 Europäische Union
- 7.3 Kunststoffen einen Wert geben
- 7.4 Produktdesign
- 7.5 Biologische Lösungsansätze
- 7.5.1 Biologische Zersetzung durch Pilze
- 7.5.2 Biologische Zersetzung durch Bakterien
- 7.6 Innovative Lösungsansätze
- 7.6.1 Kraftstoff aus Kunststoffabfällen
- 7.6.2 Entfernung von Mikroplastik aus Kläranlagen
- 7.6.3 Abfischen von Kunststoffabfällen aus den Meeren
- 7.7 Probleme und Perspektiven von Bioplastik
- 8.0 Zusammenfassung
- 9.0 Fazit
Zielsetzung und Themenschwerpunkte (Objectives and Key Themes)
Diese Masterthesis untersucht das Problem der Mikroplastikverbreitung in Gewässern und deren potenziellen Auswirkungen auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit. Die Arbeit analysiert die Entstehung und Quellen von Mikroplastik, untersucht die Sorption hydrophober Schadstoffe an Mikroplastikpartikeln und beleuchtet die biologischen Folgen dieser Kontamination.
- Die Entstehung und Quellen von Mikroplastik
- Die Sorption hydrophober Schadstoffe an Mikroplastikpartikeln
- Die biologischen Folgen der Mikroplastikkontamination
- Mögliche Lösungsansätze zur Reduzierung von Mikroplastik in Gewässern
- Die Bedeutung von Bioplastik als Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen
Zusammenfassung der Kapitel (Chapter Summaries)
Das erste Kapitel führt in das Thema Mikroplastik ein und beschreibt die wachsende Bedeutung dieser Thematik. Das zweite Kapitel liefert grundlegende Informationen über Kunststoffe, ihre Produktion, Zersetzung und die Definition von Mikroplastik. Im dritten Kapitel werden verschiedene Quellen von Mikroplastik in Gewässern vorgestellt. Kapitel 4 fokussiert auf das Potenzial von Mikroplastik als Vektor für hydrophobe Schadstoffe, untersucht die Sorptionsprozesse und die Rolle der Oberflächenvergrößerung. Das fünfte Kapitel beschäftigt sich mit den Schadstoffen, die an Mikroplastik gebunden werden können, und deren potenziellen Auswirkungen auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit. Kapitel 6 beleuchtet die biologischen Folgen der Mikroplastikkontamination für verschiedene Organismen. Das siebte Kapitel präsentiert verschiedene Empfehlungen und Lösungsansätze zur Reduzierung von Mikroplastik in Gewässern, einschließlich Maßnahmen zur Vermeidung, Regulation, Wertstoffverwertung, Produktdesign und biologische Abbaumethoden. Schließlich fasst das achte Kapitel die wichtigsten Erkenntnisse der Arbeit zusammen und bietet ein Fazit im neunten Kapitel.
Schlüsselwörter (Keywords)
Mikroplastik, hydrophobe Schadstoffe, Sorption, Bioakkumulation, Umweltverschmutzung, Gewässer, Ökosystem, Bioplastik, Nachhaltigkeit, Lösungsansätze, Regulation.
- Arbeit zitieren
- Master of Science Jacqueline Giesen (Autor:in), 2020, Mikroplastik als Vektor hydrophober Schadstoffe in Gewässern, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1193413
