(Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern. Eine neue Herausforderung für Analytik, Risikobewertung und Regulatorik

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1 (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern. Eine neue Herausforderung für Analytik, Risikobewertung und Regulatorik Georg Reifferscheid, Christian Scherer, Martin Wagner, Nicole Brennholt 23. Chemisches Kolloquium BfG 11./ Fotos: Wahrendorf, Reifferscheid, BfG Wagner und Scherer, Universität Frankfurt

2 Einleitung - (Plastik)Abfall inkl. Mikroplastik (µm-bereich aufwärts) wird in neuerer Zeit als gravierendes ökologisches Problem u.a. im Gewässerbereich erkannt. - Die Meere spielen dabei als finale Senke u.a. bedingt durch den Transport der Materialien aus dem Binnenbereich - eine zentrale Rolle. - Das Thema entwickelt sich zu einem gesellschaftlichen Schwerpunktthema mit Auswirkungen in verschiedenste Bereiche sozio-ökonomischer Aktivität. - Erhebliche Wissenslücken wegen bisheriger Fokussierung auf marine Systeme 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 2

3 Produktion 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 3

4 Eintrag in die Meere 2015: 4 13 Mio. t * 2025: Mio. t * * Jambeck et al. Science, VOL 347 Issue 6223 Quelle: Beach in Sharm el-naga03 von Vberger - Eigenes Werk. Lizenziert unter Gemeinfrei über Wikimedia Commons - Naga03.jpg#/media/File:Beach_in_Sharm_el-Naga03.jpg 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 4

5 Eintrag in die Meere Jambeck et al. Plastic waste inputs from land into the ocean Science, 2015 VOL 347 ISSUE Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 5

6 Mikroplastik Sekundär: Plastik zerfällt durch physikalische Verwitterung zu Mikroplastik Primär: Plastik wird bereits in mikroskopischer Größe hergestellt (Kosmetika) Sekundäres Mikroplastik Primäres Mikroplastik Einige Abbildungen wurden aus der pdf-version dieser Präsentation entfernt. Wir bitten um ihr Verständnis. 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 6

7 Lebenszyklus Mikroplastik Bannick, Wagener & Reifferscheid. Einführungsvortrag beim Fachgespräch der Ressortforschungseinrichtungen zu Mikroplastik, Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 7

8 Problem allgemein - valide Daten über den Ist-Zustand der Belastung verschiedener Ökosystem-Komponenten mit MP fehlen bislang weitgehend und somit realistische Zahlen für experimentelle Ansätze und Risikobewertung - Verwendung untersch. Methoden / Einheiten etc. => keine Vergleichbarkeit!!! - Degradationszeiten und prozesse weitgehend unbekannt (welche Kunststoffe bilden überhaupt Mikroplastik (amorphe, teilkristalline?)) 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 8

9 Entwicklungsplan Meer Der Lebensraum Meer ist das größte zusammenhängende Ökosystem der Erde, dessen biologische Vielfalt und Funktionen es zu schützen und zu erhalten gilt...gigantische Mengen von Plastikmüll in den Ozeanen. Komponenten einer globalen Entwicklung, für die alle Industriestaaten und damit auch Deutschland Mitverantwortung tragen..dass mariner Müll in den nächsten Jahren eines der wichtigen Themen im Meeresumweltschutz sein wird 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 9

10 MSRL-Maßnahmenprogramm Anhörung zu Art. 13 MSRL (Maßnahmen) bis Entwurf des MSRL-Maßnahmenprogramms zum Meeresschutz der deutschen Nord- und Ostsee Bericht gemäß 45h Absatz 1 des Wasserhaushaltsgesetzes Stand: Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 10

11 Umweltziele (Festlegungen für die deutsche Nordsee, 2012) - Kontinuierlich reduzierte Einträge und eine Reduzierung der bereits vorliegenden Abfälle führen zu einer signifikanten Verminderung der Abfälle mit Schadwirkung für die marine Umwelt an den Stränden, auf der Meeresoberfläche, in der Wassersäule und am Meeresboden. - Nachgewiesene schädliche Abfälle in Meeresorganismen (insbesondere von Mikroplastik) gehen langfristig gegen Null. - Weitere nachteilige ökologische Effekte (wie das Verfangen und Strangulieren in Abfallteilen) werden auf ein Minimum reduziert. Quelle: Chris Jordan (via U.S. Fish and Wildlife Service Headquarters) / CC BY Albatross at Midway Atoll Refuge Photo taken by Chris Jordan %29.jpg Quelle: Lizenziert unter Gemeinfrei über Wikimedia Commons Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 11

12 Bestehende Maßnahmen zur Erreichung der operativen Ziele Eine Reihe bestehender nationaler und europäischer Vorgaben haben bereits die Verringerung der Einträge von Abfällen in die Meere zum Ziel. Dazu gehören: - Abfallwirtschaft: Pfandsysteme erweitern; Deponierungsverbot für Kunststoffe; flächendeckende Erfassung von Verpackungen im Verbund mit Verwertungsund Recyclingquoten, Abfallvermeidungsprogramm des Bundes unter Beteiligung der Länder gemäß den Vorgaben der Abfallrahmenrichtlinie (RL /98/EG). - Weitergehende Abwasserbehandlung - Verbot der Einbringung von Abfälle in die Hohe See - Vorgaben für Hafenauffangeinrichtungen, Mülltagebücher und Müllbehandlungsplänen (RL 2000/59/EG) - IMO: MARPOL Anlage V und Hafenstaatkontrollen, Nordsee als Sondergebiet mit Verbot des Einbringens jeglicher Schiffsabfälle 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 12

13 Neue Maßnahmen Um das Umweltziel Meere ohne Belastung durch Abfall zu erreichen, enthält das MSRL-Maßnahmenprogramm für die deutsche Nordsee neue Maßnahmen (LAWA- BLANO-Maßnahmenkatalog): - Verankerung des Themas Meeresmüll in Lehrzielen, Lehrplänen und -material (UZ5-01) - Modifikation/Substitution von Produkten unter Berücksichtigung einer ökobilanzierten Gesamtbetrachtung (UZ5-02) - Vermeidung des Einsatzes von primären Mikroplastikpartikeln (UZ5-03) - Reduktion der Einträge von Kunststoffmüll, z. B. Plastikverpackungen, in die Meeresumwelt (UZ5-03) - Müllbezogene Maßnahmen zu Fischereinetzen und -geräten (UZ5-04) - Etablierung des Fishing-for-Litter -Konzepts (UZ5-05) - Reduzierung bereits vorhandenen Mülls im Meer (UZ5-06) - Reduzierung des Plastikmüllaufkommens durch lokale ordnungsrechtliche Vorgaben (UZ5-07) - Reduzierung der Emission und des Eintrags von Mikroplastikpartikeln (UZ5-08) 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 13

14 Plastik in Bundeswasserstraßen Fishing for Litter / Plastikabfall am Beispiel der Mosel m³ deutscher Teil nur Koblenz Bei großen Hochwässern geht mit den Wassermassen deutlich mehr Unrat über die Wehre und gelangt so fast ungehindert in den Rhein. Mengen derzeit nicht abschätzbar. Treibgut gesamt 600 m³ 600 m³ davon Plastik* Treibgut gesamt 30 m³ davon Plastik* * Schätzung durch RWE 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 14

15 Forschungsbedarf Abstimmungsbedarf 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 15

16 Fachgespräch der RFE Juli 2014 BMVI BMUB Meer und Binnengewässer Lebensmittel BMWi Boden BMEL BMBF Materialien Forschung Fisch / Meer / Agrar Boden 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 16

17 Kunststoffe in der Umwelt Betroffene Rechtsbereiche - Wasserrecht - EU-MSRL - WHG, u.a. AbwasserVO, TrinkwasserVO - Bodenschutzrecht, u.a. BundesbodenschutzVO - Abfallrecht, u.a. VerpackungsVO, Kompost-, KlärschlammVO - Düngemittelrecht, u.a. DüngemittelVO - Produktrecht - Lebensmittelrecht - und weitere 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 17

18 Fachgespräch der RFE Kategorien und Wissenslücken Relevanz Quellen Wirkung Methoden Maßnahmen Umwelt Plastikmüll Kosmetik Was: Additive? POPs? Kontaminanten? Nanopartikel? Identifizierung Quantifizierung Regulierungen? (z.b. Freisetzung) Verbote? (z.b. in Kosmetik) Verbraucher, Mensch, Tier Medien (Wasser, Boden, Luft, Lebensmittel) Textilien Reifenabrieb Weitere? Akkumulation? Wo: Gewebe? Organe? Zellkern? Wie: Akut / Langzeiteffekt? Toxikologische Untersuchungen Standardisierung von Methoden? Verbesserung Kläranlagen? Definition???? Wissenslücken derzeit in allen Bereichen 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 18

19 Ziele: Expertengespräch BMBF Identifikation wesentlicher Hebel für die Vermeidung von Plastikeinträgen in die Umwelt - Ableitung von Forschungs- und Handlungsbedarf für das BMBF - Identifikation und Vernetzung relevanter Akteure / Ressorts - Mitgestaltung der internationalen Agenda (Aktionsplan G7-Wissenschaftsministerkonferenz Okt. 2015) derzeitige Aktivitäten Hebel Priorisierung Stoffflüsse Lecks Wissenslücken Wirkungsforschung internationales Vorgehen alternative Materialien Kosten Methoden Verbraucher Standards 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 19

20 Verlässlichkeit bisheriger Studien (Bsp. Donau / Österr.- Plastikfracht) 4,2 t MP pro Tag 110 kg MP pro Tag 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 20

21 Projekt BfG: Mikroplastik und dessen Zersetzungsprodukte in Bundeswasserstraßen und Küstengewässern Herkunft, Verbleib, Wirkung Partner BfG-intern: FF G3 (Dr. Reifferscheid, Dr. Brennholt), G2 (Prof. Ternes), U4 (Prof. Koop) BfG-extern: Universität Frankfurt (Dr. Wagner, Prof. Oehlmann) 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 21

22 Kernfragen Quellen im Detail Identifizierung Quantifizierung / Bilanzierung Wirkung auf aquatische Umwelt Relevanz Maßnahmen 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 22

23 Mikroplastik in Bundeswasserstraßen Erste Befunde und aktuelle Probenahmestellen Elbe (A) - Dichteseparation und visuelle Inspektion - Mikroplastik und andere Mikromaterialien aus Sedimenten Neckar (C) 34 MP-Partikel/kg Mosel (B) 32 MP-Partikel/kg Rhein (D) 46 MP-Partikel/kg 64 MP-Partikel/kg Fotos aus: Wagner; Brennholt, Buchinger, Reifferscheid et al., Microplastics in surface waters: Immense gaps of knowledge call for research. ESEU Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 23

24 Aufnahme von Plastik Fluoresbrite YG Microspheres (polystyrene) 1 µm, 10 µm and 90 µm 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 24

25 Lichtblicke Rasante Entwicklung und seltene Einmütigkeit The prosecutor for the state of New York characterized the ban as a "common-sense legislation that will stop the flow of plastic from ill-designed beauty products into our vital waters, preserving our natural heritage for future generations. New York Attorney General Eric T. Schneiderman, February 11, 2014 America s plastics makers agree that litter doesn t belong in our oceans, waterways or any part of our natural environment. - Steve Russell, American Chemistry Council, Vice President of Plastics; February 15, er Patent Anwendun g als Ersatzstoff für natürliche Stoffe Kampagne I: North Sea Foundation Kampagne II: Plastic Soup Foundation Nature: plastic waste to be classified as hazardous. Illinois ban, Vorschläge für New York State, Ohio, Californien, US-Kongress. Int. Unternehmens-Verzicht wächst Scientific warnings I, (Gregory, 1996 Scientific warnings II, (Fendall and Sewell, 2009) Unilever Rossmann, dm, Colgate, Lush, Biotherm, Unilever, Johnson & Johnson, Beiersdorf, Body Shop, L Oreal, Procter& Gamble Rasante Entwicklung und seltene Einmütigkeit. DE Unternehmensverband beschließt Ausstieg 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 25

26 Foto: Reifferscheid / BfG Stakeholder Politik, Umweltverwaltung, NGO, Unternehmen, Wissenschaft, Wasser-, Abfallwirtschaft, Forschungsförderung. Themenblöcke Quellen und Senken Umweltbelange Risikowahrnehmung Handlungsoptionen 21/ Bundespresseamt Berlin Ziel Europäischer Bestandsaufnahme zu Plastikmüll in Binnengewässern mit Blick auf Forschung, Risikowahrnehmung und Handlungsoptionen. 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 26

27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 23. Chemisches Kolloquium der BfG Reifferscheid et al. (Mikro)Plastik in Binnen und Küstengewässern 27