Unsere Anwendungsfälle

Im Frühjahr 2024 wird auf einer Versuchsfläche der Universität Wageningen ein Feldexperiment durchgeführt um den Transport von Mikroplastik im Boden zu untersuchen. Im Rahmen des SOILPROM-Projekts wird die Bodentiefe, bis zu der aufgetragenes Mikroplastik durch Auswaschung und kolloidalem Transport verlagert wird, zweimal im Jahr beprobt. Zwei der genutzten Kunstoffarten sind als biologisch abbaubar zertifiziert. Ein Schwerpunkt der Forschung liegt daher auf den Auswirkungen der Zersetzung auf ihre Partikelgröße, Forme und den Transport. Da gängige Feldfrüchte als auch Bewirtschaftung des Feldes genutzt werden und diese den Transport des Mikroplastiks beeinflussen, werden die erlangten Ergebnisse realistische Situation abbilden. Die erlangten Daten des Feldexperiments werden genutzt um das HYDRUS-Modell zu kalibrieren und Prozessinformationen zu erlangen.

Agrarfläche: Mais

Mikroplastik

Boden und Wasser

Prozesse

Kolloidaler Transport von Mikroplastik im Boden.

Aktionen und erwartete Ergebnisse

• Mikroplastik (0,1 % w/w werden in die ersten 20 cm des Bodens eingearbeitet) aus drei verschiedenen kommerziellen Kunststoffmulchvarianten (Polyethylen-basiert, Polybutyladipat-Terephthalat-basiert und stärke-basiert) werden getestet. Die letzten beiden sind im Boden als biologisch abbaubar zertifiziert.
• Bodenproben wurden 2024 im Frühjahr und im Herbst aus 0-10 cm Tiefe entnommen. Im Jahr 2025 wurden im Frühjahr und im Herbst Bodenproben in Tiefen von 0-10, 20-30 und 40-50 cm entnommen. Je nach Ergebnissen aus den Jahren 2024 und 2025 werden die Probentiefen 2026 angepasst.
• Die Menge, Größe und Form des Mikroplastiks werden durch mikroskopische Analyse ermittelt.
• Die Ergebnisse der Feldstudie werden dazu dienen, das HYDRUS-Modell zu validieren.

Herausforderungen

Die Hauptprobleme ergeben sich bei der Bestimmung der Kunststoffpartikel aus den Bodenproben. Zunächst werden wir nur in der Lage sein, Partikel >10µm zu gewinnen, was uns keine Informationen über kleinere Partikel liefert, die sich im Boden möglicherweise anders verhalten. Außerdem haben wir Mikroplastik aus schwarzem Kunststoffmulch aufgrund der Repräsentativität und Verfügbarkeit gewählt. Dieser Kunststoff ist jedoch mit Ruß gefärbt und hat daher eine geringe Infrarot (IR)-Transmission, was zu niedrigen Rückgewinnungen aus IR-Messtechniken führt. Daher ist zusätzlich angedacht eine Identifikationsmethode zu etablieren, die auf der Farbe der Partikel unter dem Mikroskop basiert.

Beteiligte Partner