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Spektroskopische Analyse von Mikroplastik

Einleitung

Mikroplastik in der Umwelt ist ein globales Problem, welches erst seit wenigen Jahren vermehrte Aufmerksamkeit erfährt und sich in den kommenden Jahrzehnten verschärfen wird. Als Mikroplastik werden Kunststoffpartikel kleiner als 5 mm bezeichnet. Diese entstehen durch Fragmentierung größerer Gebrauchsprodukte oder werden durch Kosmetika direkt in die Umwelt eingetragen, wo sie von Meerestieren aufgenommen und in die Nahrungskette gelangen können. Unsere Einführung in die Plastik-Problematik bietet weitere Informationen.

Das Forschungsfeld Mikroplastik ist noch sehr jung und bedarf weiterer Forschung. Zum einen unterscheiden sich die durchgeführten Studien hinsichtlich ihrer Methodik erheblich, sodass ein quantitativer Vergleich der Mikroplastik-Belastung unterschiedlicher aquatischer Systeme weltweit oft unzureichend ist. Zum anderen sind die verwendeten Methoden verbesserungswürdig in Bezug auf Verlässlichkeit sowie Zeit- und Kosteneffizienz.

Mikroplastik-Forschung in Marburg

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Foto: Dheeraj Dhavaleswarapu

Seit März 2018 gibt es in der AG Halbleiterphotonik eine Gruppe, die Mikroplastikforschung betreibt. Unser Ziel ist es, schnelle und zuverlässige spektroskopische Verfahren zur Detektion, Quantifizierung und Identifizierung von Mikroplastik in Sedimentproben zu entwickeln.

Sedimentproben von Flüssen, Seen oder Stränden werden durch den Microplastic Sediment Separator (MPSS) aufbereitet und mittels FTIR-Analyse spektroskopisch analysiert. Parallel werden neue spektroskopische Verfahren erprobt. So untersuchen wir zum Beispiel, unter welchen Bedingungen sich verschiedene Kunststofftypen mit Fluoreszenzfarbstoffen anfärben und unterscheiden lassen.

Publikationen

Could photoluminescence spectroscopy be an alternative technique for the detection of microplastics? First experiments using a 405 nm laser for excitation
J. Ornik, S. Sommer, S. Gies, M. Weber; C. Lott, J.C. Balzer, and M. Koch
Applied Physics B, B 126, 15 (2020) [DOI]

Investigating the potential of UV-excited photoluminescence spectroscopy for the identification of plastics
Sebastian Gies, E.-M-Schömann, Y. Radiev, J. Prume, M. Koch
Poster und Konferenzpaper, präsentiert auf der CEST2019-Konferenz, Rhodos (09-2019)

A methodological protocol to extract microplastics from river sediments (bed, bank and floodplain)
Julia Prume, E.-M. Schömann, P. Chifflard, M. Koch
Poster und Konferenzpaper, präsentiert auf der CEST2019-Konferenz, Rhodos (09-2019)

Inter-study comparison of nile red-based staining protocols for the detection of microplastics in environmental samples
Srumika Konde, J. Ornik, J. A. Prume, J. Taiber, M. Koch
Poster präsentiert auf der Microplastics2018-Konferenz, Ascona (2018)

Im  Citizen Lab für Mikroplastik können forschungsbegeisterte Bürger*innen Analysen von Sedimenten durchführen, um deren Belastung mit Mikroplastik quantitativ zu erfassen. Das BMBF-geförderte Projekt hat im Herbst 2018 seine Arbeit aufgenommen und läuft bis Frühjahr 2020.

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Foto: Gesa Coordes

Kontakt

Julia Prume