Netzwerk für Plastik-Monitoring in Gewässern

Das PlaMoWa-Netzwerk arbeitet in unterschiedlichen Stadien an einer Vielzahl von Projekten:

1. Filterkaskade
Zur Identifizierung von Plastikpartikeln in allen Gewässern entwickelt ein PlaMoWa-Konsortium eine neuartige Filtereinheit (Filterkaskade), die eine effiziente Vorsortierung der Mikroplastikpartikel während der Probenahme in Gewässern ermöglicht. Wesentliche Innovationen sind die Integration eines Vorsiebes zur Aufkonzentration des Filtrats, die Integration eines Reinigungs- und Antifouling Systems, um einer Reduzierung der Filterleistung durch die Bildung von Biofilmen auf den Filtergeweben vorzubeugen. Intelligente Rückspülmechanismen machen die Filterkaskade auch über längere Perioden einsetzbar.
Beteiligte PlaMoWa Partner
-4H-JENA engineering GmbH, Nägele Mechanik GmbH, Universität Bayreuth, Fraunhofer ICT
Status: ZIM-Förderung bewilligt
Projektzeitraum: 01.07.2016 bis 30.06.2018
2. Raman-Spektrometer in Verbindung mit einer Probenaufbereitung
Mit einem innovativen, automatisierten Verfahren sollen Mikroplastikpartikel (MPP) aus Umweltproben in Gewässersedimenten sowie Wasserproben im unteren µm-Bereich (50–1 µm) auf Basis der Raman-Mikrospektroskopie (RM) analysiert werden. Eine komplexe Probenvorbereitung wird entwickelt und erstmalig zusätzlich mit einem Ablationsblitz kombiniert, um störende Biofilme vor der Messung zu entfernen. Erfahrungsgemäß kann mit der vorliegenden Methode ein großes Spektrum von Plastiksorten analysiert werden.
Beteiligte PlaMoWa Partner
rap.ID Particle Systems GmbH, Universität Bayreuth, GNF e.V.
Status: ZIM-Förderung bewilligt
Projektzeitraum: 01.02.2017 bis 30.11.2019
3. Mikroplastik-Extraktor
Größte Herausforderung bei der Analyse von Plastik in Gewässern ist die komplexe und aufwändige Aufkonzentration der Proben aus großen Wasser – bzw. Sedimentmengen vor der anschließenden Trennung von Wasser, Sediment und Mikroplastik. Entwicklungsziel für den automatischen MP-Extraktor ist es, die bislang publizierten Protokolle für unterschiedliche Matrix-Kategorien zu optimieren und in eine technische Umsetzung zu portieren, die es ermöglicht, größere Probenzahlen automatisch verarbeiten zu können.
Beteiligte PlaMoWa Partner
Alfred-Wegener-Institut, Werkzeugbau und Feinwerktechnik Meiningen GmbH
Status: ZIM-Förderung bewilligt
Projektzeitraum: 01.11.2017 bis 31.10.2019
4. Kamerasystem zur Erfassung von Makro-Plastik auf Gewässern
Auf der Basis von Erfahrungen europäischer Forscherteams soll ein integriertes Kamerasystem entwickelt werden, mit dem Makro-Plastik auf der Wasseroberfläche auf Flüssen und auf dem Meer automatisch identifiziert und quantifiziert werden kann. Die Kombination von einer oder mehreren hochauflösenden und mit Spezialfiltern bestückten Kameras inklusive intelligentem Steuercomputer und der nötigen Software zur Auswertung der Bilddaten soll einen langfristigen autonomen Betrieb gewährleisten.
Vorgesehene PlaMoWa Partner
J&C Bachmann GmbH, SVS-VISTEK GmbH , 4H-Jena engineering GmbH, Universität Bayreuth, Geo-Forschungs-Zentrum
Status: Idee
Projektstart: 2018
5. Mikroplastik – Sedimentzentrifugation
Mit der Sedimentzentrifugation soll eine schnellere Dichtetrennung der MPP von der Umgebungsmatrix erreicht werden. Darüber hinaus ist angestrebt, die Zentrifuge auch für die automatisierte Enzymbehandlung der Probensuspension zur Entfernung des Biofilms auf den MPP einzusetzen. Mit diesen Entwicklungen soll ein „MPP-Analysator“ als Gesamtprodukt realisiert werden.
Vorgesehene PlaMoWa Partner
rap.ID Particle Systems GmbH, N.N.
Status: Skizze
Projektstart: 2018
6. Satellitengestützte Fernerkundung
Erstmals soll ein satellitenbasiertes integriertes Monitoringkonzept entwickelt werden, um schwimmende Makro- und Mikroplastikpartikel vom Eintragsort bis zum Akkumulationsort zu erfassen. Dabei sollen reale an Bord von Schiffen und anderen Meßplattformen gemessene „in-situ“ Daten zur Plastikkonzentration von Flüssen, Flussmündungen, Küstenbereichen und Meereswirbeln mit verschiedenen Satellitendaten in Beziehung gesetzt werden, um eine Hochskalierung der Plastikbelastung auf möglichst große Gebiete zu ermöglichen.
Beteiligte PlaMoWa Partner
Remote Sensing Solutions GmbH, HYDROMOD Service GmbH, Universität Bayreuth, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Hygiene und Umwelt Hamburg, GlobalGreen InnoTech GmbH
Status: Skizze eingereicht (Programm mFUND)
Vorgesehener Projektstart: zweites Quartal 2018
7. Nationales Kompetenzzentrum zur Verminderung von Plastik in Gewässern
Durch eine nationale Anlaufstelle soll die bestehende Vielfalt an Gewässerdaten unter einheitlichen Kriterien erfasst und ausgewertet werden, um möglichst schnell ein differenziertes Bild über die Herkunft und Zusammensetzung des Plastiks zu gewinnen. Weiterhin soll eine Evaluierung der Daten bezüglich Kosten, Nutzen und Schaden stattfinden, aus der sich Maßnahmen ableiten, mit denen die Flut der Verunreinigungen nachhaltig und effektiv vermindert werden kann. Dieses Vorhaben stellt die Integration des gesamten im Netzwerk erarbeiteten Know-hows dar.
Vorgesehene PlaMoWa Partner
alle PlaMoWa Partner
Status: Skizze
Antragstellung: 2018
8. Erster Kunststoffsensor für die Detektion von Mikroplastik in Wasser
Durch die Kombination verschiedener leicht modifizierter Sensorsysteme (Fluorometer mit Röntgenfluoreszenzsensor) soll erstmalig ein optischer Multisensor zur Detektion von Mikroplastik in Gewässern entwickelt werden. Mit einer integrierten digitalen in Situ Auswerteeinheit soll über die Kombination der Messergebisse aus den einzelnen Sensoren ein Bild über die Mikroplastik-Belastung im Wasserkörper produziert werden.
Vorgesehene PlaMoWa Partner
J&C Bachmann GmbH, N.N.
Status: Skizze
Antragstellung: 2018
9. Flusszelle mit integrierter Hyperspektralanalyse zur automatischen Ermittlung der Belastung von Wasserproben mit Mikroplastikpartikeln
Eine bei trockenen Proben bereits erfolgreich angewandte Messtechnik für die Messung von Mikroplastik im Kurzwelleninfrarotbereich soll in eine Messzelle zur Untersuchung von Flüssigkeiten überführt werden. Direkt am Probenort soll durch eine automatisierte spektrometrische Messung in Verbindung mit einer schnellen und automatisierten Datenverarbeitung rasch ein Ergebnis für Mikroplastikbelastung geliefert werden können.
Vorgesehene PlaMoWa Partner
Nägele Mechanik GmbH, Geo-Forschungs-Zentrum, J&C Bachmann GmbH, rap.ID Particle Systems GmbH, DECKMA Hamburg GmbH, 4H- JENA engineering GmbH, Cubert GmbH, Fraunhofer ICT, Uni Bayreuth
Status: Idee
Antragstellung: 2018
10. Biotests
Der Umstand, dass Mikroplastikpartikel durch die Zellmembran wandern können und damit Zellen und ihren gesamten Organismen beeinflussen, legt nahe, dass es gelingen kann, insbesondere empfindliche Kleinstlebewesen als Bioindikatoren auch für Plastikmüll heranzuziehen. Erste noch unveröffentlichte Tests einer deutschen Universität legen nahe, dass die Auswirkungen von Mikroplastik auf Kleinkrebse enorm sind. Daher soll im Netzwerk mit weiteren Partnern ein Biotest für zumindest einige besonders gesundheitsrelevante Plastiksorten entwickelt werden.
Vorgesehene PlaMoWa Partner
Institut Dr. Nowak GmbH & Co. KG, Alfred-Wegener-Institut
Status: Idee
Antragstellung: 2018