SubµTrack: Innovative Analysemethoden für Submikroplastik

Der Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft ist Koordinator eines vom BMBF geförderten neuen Forschungsvorhabens zum Thema Submikroplastik. Aufgrund fehlender Analysemethoden und toxikologischer Daten ist derzeit eine Bewertung vor allem der besonders kleinen Mikropartikel (Submikropartikel 50 nm – 100 µm) nicht möglich. Diese Submikropartikel besitzen aber wegen ihrer möglichen Zellgängigkeit und ihrer im Vergleich größeren spezifischen Oberfläche potentiell höhere (öko)toxikologische Relevanz. Um Erkenntnisse zu Verbreitung und Auswirkungen dieser Partikel zu erhalten, sind innovative und vernetzte Ansätze nötig, die Mikroplastik sowohl als Umweltproblem als auch als gesellschaftliche Herausforderung erforschen.

In dem neuen Forschungsvorhaben werden daher innovative Analyse- und Bewertungsmethoden erarbeitet, die es erlauben, Plastikpartikel verschiedenster Größenbereiche in unterschiedlichen Proben und Prozessen zu analysieren und deren Toxizität zu beurteilen. Von der TUM sind neben dem koordinierenden Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft (Prof. J. Drewes, PD Dr. J. Graßmann), der Lehrstuhl für Analytische Chemie und Wasserchemie (Prof. M. Elsner, Dr. N. P. Ivleva), der Lehrstuhl für Aquatische Systembiologie (Prof. J. Geist, Dr. S. Beggel), der Lehrstuhl für Tierphysiologie und Immunologie (Prof. M. Pfaffl) und die Professur für Wissenschafts- und Technologiepolitik (Prof. R. Müller) beteiligt. Weitere Partner sind das Institut für Grundwasserökologie am Helmholtz Zentrum München, das Institut für Energie- und Umwelttechnik e.V. (IUTA) in Duisburg, das Bayerische Landesamt für Umwelt und das Umweltbundesamt. Als Industriepartner sind die Postnova Analytics GmbH und die BS-Partikel GmbH beteiligt.

Der Schwerpunkt des Lehrstuhls für Siedlungswasserwirtschaft ist die Untersuchung von Sorptionsprozessen von Schadstoffen auf Submikropartikel.
In Vorversuchen werden dabei die ausgewählten Spurenstoffen Acetamiprid, Benzophenon, Bisphenol A, Cypermethrin, Tonalid und Phenanthren auf ein Adsorbermaterial (Gerstel Twister) adsorbiert und mit Thermodesorption-GC-MS desorbiert.
In einem weiteren Vorversuch wird eine Datenbank für Polymere generiert. In dieser wird das Pyrolyseverhalten von Polymerarten (Polystyrol, Polyamid, Polyethylenterephthalat, Polyurethan, Polylactide, Polymethylmethacrylat, Polyethylen), erfasst. Analysiert werden die Proben mit Pyrolyse-GC/MS (Pyr-GC/MS). Für eine qualitative Charakterisierung der Polymere, werden außerdem verschiedene Größen, Additive und gealterte Partikeln untersucht.
Langfristig wird das Ad- und Desorptionsverhalten der ausgewählten Spurenstoffe auf den verschiedenen Polymerarten untersucht.
Mit Hilfe einer innovativen Entwicklung des TED-Pyr-GC/MS ist die Identifizierung der adsorbierten Schadstoffe und der Art des Kunststoffs in einem einzigen Analyseschritt möglich. Zunächst werden die Schadstoffe durch Thermodesorption aus den Partikeln desorbiert und mit GC/MS analysiert. Anschließend werden die Polymere durch Pyrolyse zersetzt. Die Pyrolyseprodukte und damit der Kunststofftyp wird mittels GC/MS-Analyse identifiziert. Außerdem wird die Analytik der Proben von Projektpartnern durchgeführt.
Am Ende des Projektes werden validierte Analysemethoden und toxikologische Daten stehen, die eine Risikoabschätzung erlauben und gemeinsam mit einer sozial- und rechtswissenschaftlichen Bewertung soziale und politischer Rahmenbedingungen als Grundlage für die Entwicklung von Handlungsstrategien dienen können.

Hompage des Projekts: www.wasser.tum.de/submuetrack