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Ganzheitlich, passgenau und maximal effizient: Mikroplastik-Analytik für industrielle Prozesse, kommunales Abwasser und - ganz neu - Gewässermonitoring
Das Analytik-Team um Michael, Anika und Pieter, ist rund um die Uhr im Bereich Mikroplastik-Analytik unterwegs. Im Mikroplastik-Labor werden viele Mikroplastik-Analysen an unterschiedlichen Wässern durchgeführt. Seit vielen Jahren werden tausende von Proben analysiert und ausgewertet, von der Prozesskontrolle bis zum Gewässermonitoring, aber auch die standardisierte Kläranlagen-Analytik.
In den vergangenen Jahren wurden neue Standards für das Mikroplastik-Monitoring und die kontinuierliche Prozesskontrolle entwickelt, validiert und cross-validiert. Angefangen hat das Team mit der Entwicklung der standardisierten Detektionsmethode. Es wurde an neuen Fluoreszenzmarkern geforscht, die es ermöglichen synthetische Partikel von natürlichen Partikeln unterscheidbar zu machen. Mittlerweile steht der gesamte Prozess für alle Arten von kommunalem oder industriellen Abwässern, Meerwasser auch fürs Gewässermonitoring. Für alle Bereiche gibt es Protokolle, in denen Schritt für Schritt von der Probenahme bis zum Ergebnis geführt wird.
Bei jedem Abwasser, jeder Wasserprobe und bei jedem Versuch will man wissen, mit was man es zu tun hat. Und genau hier kommen wir ins Spiel.
Von der Idee zum Standardprotokoll zum kontinuierlichen Monitoring
Die herkömmlichen Methoden für Analytik von Mikroplastik sind komplex, zeitaufwändig und man benötigt anspruchsvolle und teure Messgeräte. Dies bedingt einen geringen Probendurchsatz und hohe Kosten für Mikroplastikmessungen. Dieses Problem hat Wasser 3.0 erkannt und eine spezielle Methode basieren auf Fluoreszenzmarkern entwickelt, um Mikroplastik schnell, kosteneffizient und vergleichbar messen zu können.
In langjähriger Forschungs- und Entwicklungsarbeit wurden spezielle Fluoreszenzmarker entwickelt, welche gezielt an Mikroplastik binden und dieses unter der Fluoreszenzmikroskopie zum Leuchten bringen. Somit kann es anschließend einfach über eine Software ausgezählt und auf Mikroplastik pro Liter hochgerechnet werden.
Michael Sturm forschte schon während seiner Doktorarbeit an einer Methode zur Mikroplastikentfernung aus Wasser. Hierbei rückte auch die Mikroplastik-Detektion unweigerlich in den Fokus © Wasser 3.0
Die Besonderheit liegt hier in den innovativen Fluoreszenzmarkern und dem standardisierten Messprotokoll.
Der Trick: Die Fluoreszenzmarker färben nur Mikroplastik an, keine sonstigen Partikel wie Sand, Algen oder Pflanzenreste. Diese innovative Lösung verringert den Aufwand der Mikroplastikdetektion erheblich. Des Weiteren wurden in langjährigen Forschungsprojekten standardisierte Messprotokolle erstellt und validiert, welche somit praxiserprobt sind und, und das ist tatsächlich das Wichtigste, vergleichbare Daten liefern.
Bei der Analyse auf Mikroplastik folgen wir immer einem festgelegten Protokoll. Wir achten penibel darauf, dass wir zu keinem Zeitpunkt unsere Proben kontaminieren, deshalb kommen auch Staubanzug, Schutzbrille und Handschuhe zum Einsatz.
Für Sie vielleicht spannend zu wissen: Die Standardprotokolle zur Probenahme können kostenfrei auf unserer Homepage heruntergeladen werden. Schritt für Schritt wird mithilfe grafischer Darstellung das Vorgehen erläutert. Neben den Protokollen für Gewässermonitoring und kommunale oder industrielle Abwasseranalytik, gibt es auch Protokolle für die Analytik von löslichen Polymeren.
Bei Wasser 3.0 haben wir schon heute und in Zukunft die Gewässer im Blick
Im Allgemeinen will man bei der Gewässeranalytik herausfinden, was im Wasser enthalten ist, z.B. Chemikalien, Nährstoffe oder Mikroorganismen.
Unser Fokus liegt auf Mikroplastik, Mikroschadstoffe wie pharmazeutische Rückstände, oder auch PFAS oder Phosphor-organische Verbindungen. Dazu laufen aktuell einige Forschungsprojekte.
Auch anorganische Verunreinigungen wie Schwermetalle können wir screenen, überlassen aber die sogenannte Target-Analytik den Speziallaboren, die dann nach DIN-Norm nochmal gezielter prüfen. Bei der Gewässeranalytik ist Mikroplastik bisher nicht im Fokus gewesen, weil die Analytik entweder zu teuer, nicht standardisiert, oder zu umständlich war.
Mit unserem Gewässerstandard für Mikroplastik schließen wir gleich mehrere Lücken und bauen Brücken.
Nicht nur, dass jede:r bei der Probennahme mithelfen kann ist neu, sondern auch, dass ganze Flüsse innerhalb kurzer Zeit analysiert werden können um einen echten Blick – eine Bestandsaufnahme zu erhalten.
Mikroplastik als neuer Parameter für die Bestimmung der Gewässergüte
Pieter Ronsse kommt ursprünglich aus Belgien. Dort hat er seinen Bachelor der Chemie mit Fokus auf Umweltwissenschaften abgeschlossen. Schon dort hat er sich viel mit Wasser beschäftigt. Seit 2024 arbeitet er im Analytik-Labor bei Wasser 3.0. © Wasser 3.0
Das kontinuierliche Sammeln von Daten und Überwachen der Gewässerqualität bringt viele Vorteile mit sich. Wenn man Gewässer dauerhaft überwacht, kann man Veränderungen und Auffälligkeiten schnell bemerken und somit schnell und gezielt handeln. Da die meisten Gewässer auch von Menschen genutzt werden, sei es für Trinkwassergewinnung, Naherholung oder Aquakultur, schützt eine Überwachung somit auch immer die menschliche Gesundheit.
Zudem verlangen Länder und Kommunen regelmäßige Wasseranalysen und Berichte, um gesetzliche Vorgaben zu überwachen und zu erfüllen. Darüber hinaus lassen sich bei regelmäßiger Überwachung langfristige Trends und Veränderungen erkennen sowie kurzfristige Schwankungen oder selten auftretende Ereignisse erfassen. Ein weiterer Vorteil ist, dass man mit aktuellen Daten gezielte Maßnahmen zu Verbesserung der Wasserqualität implementieren und die Effektivität dieser prüfen kann. Auch lassen sich Quellen für Umweltschadstoffe erfassen und Stoffströme nachvollziehen.
Wir wissen schon, wie es geht
In Zukunft möchten wir das Gewässermonitoring ausbauen und mit der Bereitstellung unserer Daten dazu beitragen, dass Mikroplastik auch für die Ermittlung der Gewässergüte herangezogen wird. Die Gewässergüte beschreibt nämlich den allgemeinen Zustand des Gewässers auf Basis verschiedener Wasserparameter und reicht von Güteklasse I = unbelastet bis sehr gering belastet bis Güteklasse V = ökologisch zerstört.
Mit Hilfe der Einstufung lässt sich schnell erkennen, wie es um unsere Gewässer steht und wo dringend Handlungsbedarf besteht. Schon Anfang März haben wir gezeigt, wie Mikroplastik-Monitoring kompletter Flüsse funktioniert. Im Fokus stand die Alb rund um Karlsruhe. Das Projekt wurde mit Hilfe von Spenden und Sponsoring möglich.
Und damit wir auch mit dieser Geschwindigkeit weitermachen können, oder vielleicht sogar einen Zahn zulegen können, brauchen wir Unterstützung. Ihre Unterstützung!
Neben unseren Gewässern beschäftigen wir uns außerdem mit Fragestellungen rund um die Mikroplastik-Detektion im Alltag (u.a. Wasserflasche, Waschmaschine).
Transparente Kommunikation dank Global Map of Microplastics
Die Ergebnisse unseres Gewässermonitorings werden in der Global Map of Microplastics bereitgestellt. Die interaktive Karte zeigt den Gewässertyp und die Mikroplastikkonzentration pro Liter. Durch die Standardisierung der Probenahme und der Analytik schlage wir die Brücke zwischen Forschung, Bildung und aktivem Mitmachen.
Jede:r kann bei der Datenerfassung mitmachen und Teil der Lösung für Wasser ohne Mikroplastik werden.
Mithilfe eines Analytik-Kits und der Anleitung auf der Wasser 3.0 App schaffen wir Reichweite und Durchsatz. Wir wachen und können das Mikroplastik Mapping ausbauen - solange uns das Geld und der Aktionismus der Menschen nicht ausgeht.
Interesse mitzumachen?
