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Kleine Plastikpartikel regnen gleichermaßen auf Landflächen und Meere herab – und die Luft enthält weit mehr davon, als Forscher bislang vermuteten. Eine neue Studie, die die atmosphärischen Mikroplastiklasten neu berechnet, kommt zu dem Ergebnis, dass landgestützte Quellen jährlich erstaunliche 600 Billiarden Partikel in die Erdatmosphäre schleudern. Diese Zahl zwingt uns dazu, Herkunft und Reichweite des in der Luft treibenden Plastiks neu zu bewerten.
Freisetzungen vom Land dominieren die atmosphärische Mikroplastikbelastung: etwa 600 Billiarden Partikel pro Jahr.
Wie die neue Schätzung zustande kam
Frühere Versuche, luftgetragene Mikroplastikmengen zu quantifizieren, wiesen oft große Streuungen auf. Messwerte unterschiedlicher Küstenregionen und Städte lagen teilweise um mehrere Größenordnungen auseinander. Um diese Streuung zu durchdringen, fasste das Forscherteam 2.782 Messungen von 283 Standorten weltweit zusammen und analysierte sie mit einheitlichen Annahmen zu Partikelgrößen, Probeneffizienz und atmosphärischem Transport. Das Ergebnis: eine deutlich größere Schätzung als viele frühere Studien – und ein klareres Signal, dass kontinentale Quellen den Beitrag der Ozeane bei weitem übertreffen.
Im Vergleich dazu wurden die Meere auf etwa 26 Billiarden Partikel pro Jahr geschätzt, wodurch Landquellen den atmosphärischen Plastikkreislauf fast 20-mal stärker beeinflussen. Auf Volumenbasis ergaben sich durchschnittliche Konzentrationen von etwa 0,08 Partikeln pro Kubikmeter über Land und 0,003 Partikeln pro Kubikmeter über dem offenen Ozean. Diese scheinbar kleinen Zahlen verkennen das enorme Gesamtvolumen, wenn man sie über die gesamte Atmosphäre multipliziert.
Die Methodik der Studie kombinierte umfangreiche Feldmessdaten mit einem konsistenten Modellrahmen für Emissionen und atmosphärischen Transport. Zu den berücksichtigten Faktoren zählten die partikelgrößenabhängige Ablösung von Oberflächen, Windscherung, turbulente Durchmischung und Deposition. Indem die Autoren unterschiedliche Probenahmeeffizienzen korrigierten und Messfehler systematisch bewerteten, konnten sie viele der vorherigen Diskrepanzen reduzieren.
Darüber hinaus führten die Forschenden Sensitivitätsanalysen durch, um die Auswirkungen von Annahmen über die respirable Fraktion kleiner Partikel, über die Lebensdauer in der Atmosphäre und über saisonale Schwankungen der Emissionsraten zu prüfen. Solche Robustheitsprüfungen stärkten die Zuverlässigkeit der 600-Billiarden‑Schätzung, auch wenn Unsicherheiten weiterhin bestehen.
Warum das relevant ist und was die Diskrepanz antreibt
Mikroplastik – in dieser Arbeit definiert als Fragmente von einem Mikrometer bis zu fünf Millimetern – ist leicht und lässt sich vom Wind leicht aufwirbeln. Einmal in der Luft, können diese Teilchen große Entfernungen zurücklegen und sich in entlegenen Wüsten, polarem Eis und Bergketten ablagern. Ihre physikalischen Eigenschaften machen sie schwer zuverlässig nachzuweisen und praktisch unmöglich, aus natürlichen Kreisläufen zu entfernen, sobald sie freigesetzt wurden.
Weshalb lagen frühere Schätzungen deutlich niedriger? Die neue Analyse legt nahe, dass frühere Studien durch uneinheitliche Probenahmemethoden und lokale Variabilitäten begrenzt waren. So berichteten Messungen entlang der Südostküste Chinas über Konzentrationen von 0,004 bis zu 190 Partikeln pro Kubikmeter – eine Spannweite, die für ein verlässliches globales Bild zu groß ist. Durch die Harmonisierung der Datensätze und die Anwendung eines einheitlichen Modells konnten die Forschenden Unsicherheiten eingrenzen und eine deutlich höhere atmosphärische Last aufdecken.
Andreas Stohl, Atmosphärenwissenschaftler an der Universität Wien und Leitautor der Studie, weist darauf hin, dass "Unsicherheiten bei den Emissionsschätzungen weiterhin bestehen", fügt aber hinzu, dass die neue Arbeit die Grenzen für die relativen Rollen von Land und Meer deutlich einengt. Diese Klarheit ist wichtig: Politische Entscheidungsträger und Umweltüberwacher benötigen realistische Ausgangswerte, um wirksame Standards zu entwickeln und Fortschritte zu verfolgen.
Technisch betrachtet resultieren die Diskrepanzen aus mehreren Quellen: Unterschiede in Filtergrößen und -materialien, variierende Sampling-Dauern, divergente Analysenmethoden (optische versus spektrale Identifikation), sowie fehlende Standardverfahren zur Bestimmung organischer Additive oder Faseranteile. Kleinere Partikel, insbesondere Nanoplastik unterhalb der Mikrometerskala, entziehen sich vielen gängigen Methoden und bleiben daher systematisch unterschätzt.
Atmosphärische Prozesse tragen ebenfalls zur Verbreitung bei. Aufwirbelung durch Bodenverunreinigung, mechanische Abrasion (z. B. Reifenabrieb), industrielle Emissionen, landwirtschaftliche Aktivitäten und der Abrieb von Textilien sorgen für stetigen Nachschub. Einmal in der Atmosphäre, werden Partikel durch Konvektion in die freie Troposphäre gehoben oder bei stabilen Schichtungen lokal akkumuliert, bevor sie weitertransportiert oder ausgewaschen werden.
Die räumliche Heterogenität menschlicher Aktivitäten führt zu Hotspots mit sehr hohen Emissionsraten – städtische Ballungsräume, Häfen, Industriegebiete und intensiv genutzte landwirtschaftliche Flächen. Diese Hotspots können mit regionalen Windsystemen gekoppelt weiträumige Verbreitungsmuster verursachen, die zuvor nicht vollständig erfasst wurden.
Folgen, Forschungsbedarf und nächste Schritte
Die höheren als erwarteten Werte an atmosphärischem Mikroplastik werfen wichtige Fragen zu Expositionswegen, ökologischen Folgen und Ferntransportprozessen auf. Menschen, Tiere und Pflanzen sind potenziell über die Atemluft, durch Ablagerungen auf Böden und Gewässern sowie indirekt über die Nahrungskette exponiert. Die toxikologische Bedeutung hängt von Partikelgröße, Form (z. B. Fasern vs. Fragmente), chemischer Zusammensetzung und anhaftenden Schadstoffen ab.
Konkrete Forschungslücken sind vielfältig: Es fehlt an standardisierten globalen Überwachungsprogrammen, an robusten Methoden zum Erfassen der kleinsten Partikelgrößen, an einheitlichen Prozessen zur Probenvorbereitung und an integrierten Modellen, die menschliche Aktivitäten, meteorologische Bedingungen und die Verweilzeit von Partikeln in Atmosphäre, Wasser und Boden koppeln.
Für die öffentliche Gesundheit ist zunächst eine detailliertere Charakterisierung der Konzentrationen in Atemluft in dicht besiedelten Regionen und in Innenräumen nötig, da hier die höchste Exposition zu erwarten ist. Epidemiologische Studien, die Luftbelastung durch Mikroplastik mit Atemwegs- oder systemischen Erkrankungen in Verbindung bringen, sind bislang rar und sollten priorisiert werden.
Aus politischer Sicht erlaubt die neue Studie eine Neuausrichtung der Maßnahmen: Wenn Landquellen den größten Anteil liefern, müssen Maßnahmen zur Reduktion von Abrieb (z. B. Reifen- und Straßenabrieb), bessere Textilproduktion, optimierte Abfallwirtschaft, staubreduzierende Technologien in Industrie und Bauwesen sowie strengere Emissionsstandards bei Produktionsprozessen stärker in den Fokus rücken. Internationale Vereinbarungen zur Reduktion von Primär- und Sekundärplastik auf Land könnten die atmosphärischen Einträge langfristig senken.
Methodisch ergeben sich mehrere konkrete Empfehlungen: erstens, Entwicklung standardisierter Protokolle für Probenahme und Analyse (Filtergrößen, Material, Extraktionsverfahren, Vermeidung von Kontamination), zweitens, Einrichtung eines globalen Monitoringnetzes mit repräsentativen Standorten für städtische, ländliche und maritime Umgebungen, drittens, Verbesserungen bei der Messung kleinerer Partikel durch Kombination von Elektronenmikroskopie, Raman- und FTIR-Spektroskopie sowie hochauflösenden optischen Methoden.
Modellseitig sind integrierte Ansätze notwendig: gekoppelte Atmosphären-Ozean-Boden-Modelle, die Quelleninventare (z. B. Reifenabrieb, Textilfasern, Baustellenstaub), meteorologische Variabilität, saisonale Effekte und Transportmechanismen berücksichtigen. Solche Modelle sollten auch Fähigkeit besitzen, Szenarien mit Emissionsreduktionen zu simulieren, um politische Maßnahmen zu bewerten.
Wissenschaftler erwarten, dass diese Ergebnisse als Grundlage für künftige Arbeiten dienen – etwa um noch kleinere Fragmente nachzuweisen und internationale Anstrengungen zur Überwachung und Eindämmung der Plastikverschmutzung zu unterstützen. Die Atmosphäre ist demnach kein Entsorgungsschlupfloch für Plastikabfälle; sie ist ein Zirkulationssystem, das mikroskopische Spuren unserer Materialien über Kontinente hinweg transportiert und an Orte bringt, die wir einst für unberührt hielten.
Zusammenfassend zeigt die Studie: Die Atmosphäre fungiert als ein verbindendes Medium zwischen urbanen Emissionsquellen und entfernten Ökosystemen. Maßnahmen zur Reduktion atmosphärischer Mikroplastikeinträge müssen deshalb integrativ gedacht werden – lokal in der Quelle ansetzen, regional koordinieren und global überwachen. Nur so lassen sich sowohl ökologische als auch gesundheitliche Risiken nachhaltig mindern.
Quelle: smarti
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