Mikroplastik: eine Gefahr für den Erdboden?

Polyester-Fasern im Boden © Machado AAS

Polyester-Fasern im Boden © Machado AAS

Ein wissenschaftliches Team der Freien Universität hat die geologischen und biologischen Auswirkungen von mikroskopisch kleinen Plastikpartikeln auf den Erdboden und die dortigen Mikroben untersucht. Bodenmikroorganismen spielen eine zentrale Rolle in vielen biogeochemischen Kreisläufen, zum Beispiel bei der Zersetzung organischer Materie und der Bindung von Kohlenstoff in der Erde. Das Forschungsprojekt lieferte erste experimentelle Beweise, dass Mikroplastik die biophysikalischen Verhältnisse des Bodens wie auch die Aktivität von Mikroben funktionell verändern kann. Ob und wie Kunststoffe als anthropogene - vom Menschen hervorgerufene - Stressoren langfristig auf das Ökosystem der Erde einwirken, muss allerdings noch umfassend wissenschaftlich untersucht werden. Die experimentelle Pionierstudie erschien in der jüngsten Ausgabe der renommierten Zeitschrift ,,Environmental Science & Technology".

Das Team unter der Leitung des Umweltwissenschaftlers Dr. Anderson Abel de Souza Machado und des Biologen Matthias C. Rillig wies bereits in einer früheren Studie auf die Gefahr der Mikroplastikverschmutzung hin. Die neue Forschungsarbeit belegt nun erstmals experimentell die biophysikalischen Auswirkungen von Plastikpartikeln im Boden. Dafür wurde Erde in der Versuchsanordnung mit vier verschiedenen Mikroplastiktypen in steigenden Konzentrationen kontaminiert. Diese Erdproben lagerten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fünf Wochen lang unter natürlichen Bedingungen in einem Versuchsgarten der Freien Universität. Anschließend untersuchten sie den Boden und die Aktivität seiner Mikroben. Das Experiment zeigte, dass Plastikpartikel, insbesondere Polyesterfasern, Einfluss auf grundlegende Struktureigenschaften des Erdreichs und seine Wechselwirkung mit Wasser ausübten. Die sogenannte Lagerungsdichte des Bodens - sie gibt als Kenngröße an, wie dicht Bodenteilchen beieinanderliegen - wie auch die Bildung von Aggregaten, also Erdklumpen, wurden durch das Mikroplastik im Boden beeinträchtigt. Kunststoffpartikel vergrößerten oder verkleinerten die Porenräume der Erde und bestimmten so, wie viel Wasser der Boden aufnehmen konnte. Die Mikroorganismen in den Bodenproben waren dadurch gezwungen, sich an die neuen Umweltbedingungen anzupassen. Ihre Aktivität zeigte Anzeichen funktioneller Veränderungen.

Die Autorinnen und Autoren heben in Ihrem Forschungsartikel hervor, dass die Studie die erste ihrer Art sei. Deshalb könne man noch nicht zweifelsfrei ableiten, ob diese Veränderungen langfristig negative Auswirkungen auf das Erdreich und seine Ökosysteme haben werden. ,,Es ist womöglich zu früh, den kompletten Wirkmechanismus zu erklären und die genauen Folgen vorherzusagen, aber Tatsache ist, dass Mikroben die durch Mikroplastik verursachten Umweltveränderungen wahrnehmen und darauf reagieren", erläutert Matthias Rillig.