Atmosphärisches Mikroplastik weltweit

„Mikroplastik und andere luftgetragene Partikel können in der Atmosphäre sehr schnell und über weite Strecken transportiert werden. Damit spielt der atmosphärische Transport – insbesondere der Langstreckentransport – eine zentrale Rolle für die globale Ausbreitung von Mikroplastik-Partikeln. Grundlegende Transportprozesse wie Advektion, Diffusion und turbulenter Transport sind im Prinzip recht gut verstanden. Für eine zuverlässige Abschätzung des atmosphärischen Transports von Mikroplastik-Partikeln fehlen aber häufig Informationen zu deren aerodynamischem Verhalten. Das hängt beispielsweise von Größe, Form und Dichte der Partikel ab.“

„Die Studie vergleicht globale Modellsimulationen mit experimentell bestimmten atmosphärischen Konzentrationen und Depositionsraten von atmosphärischem Mikroplastik aus bisherigen Studien. Eine Stärke der Studie ist dabei einerseits die Nutzung von drei unterschiedlichen Mikroplastik-Emissionskatastern für die Modellsimulationen und andererseits die Zusammenstellung eines umfangreichen Datensatzes zur atmosphärischen Konzentration und zur atmosphärischen Deposition von Mikroplastik aus Messungen, die bisher in der Fachliteratur veröffentlicht wurden.“

„In früheren Studien wurde oft auf Grundlage eines deutlich kleineren und häufig regional begrenzten Datensatzes global extrapoliert. Allerdings werden auch in der aktuellen Studie weiterhin bestehende Unsicherheiten angesprochen. Die Autor*innen stellen klar, dass in den Emissionskatastern für die Modellsimulationen einige möglicherweise wichtige Quellen für Mikroplastik, beispielsweise Kleidungsabrieb oder industrielle Emissionen, nicht oder nur unzureichend berücksichtigt werden. Ebenso bleiben weiter große Unsicherheiten hinsichtlich der Quellstärken von Mikroplastik-Partikeln bestehen, das heißt aus welchen Prozessen wie viele Partikel in welchen Größen pro Fläche und Zeit in die Atmosphäre eingetragen werden.“

„Die Studie zeigt klar, dass sowohl aktuelle Modellsimulationen als auch Messungen zu atmosphärischem Mikroplastik mit großen Unsicherheiten behaftet sind und, dass – global extrapoliert – Abweichungen um viele Größenordnungen zu erwarten sind. Ein wesentliches Ergebnis der aktuellen Studie ist, dass vermutlich niedrigere Quellstärken für Mikroplastik-Partikel angenommen werden können als von bisherigen Studien abgeschätzt. Gleichzeitig weisen die Autor*innen deutlich darauf hin, dass auf Grundlage der aktuell vorliegenden Messdatensätze eine robuste Abschätzung der Quellstärken nicht möglich ist. Dies liegt einerseits an der nicht ausreichenden räumlichen Abdeckung und andererseits an nicht einheitlichen Messansätzen. So werden in experimentellen Studien häufig unterschiedliche Größenbereiche und nur ein Teil der Mikroplastik-Polymere betrachtet.“

„Hauptergebnis der vorliegenden Studie ist, dass weiterhin große Unsicherheiten zur globalen Abschätzung von atmosphärischen Mikroplastik-Konzentrationen bestehen. Die gefundenen Abweichungen zwischen den Modellsimulationen und Messungen von zwei bis vier Größenordnungen sind ebenfalls unsicher und aus meiner Sicht nicht die entscheidende Botschaft der Studie. Notwendig sind bessere Emissionskataster und besser vergleichbare Messdatensätze zu atmosphärischem Mikroplastik. Hinsichtlich des atmosphärischen Transports kommt vor allem dem aerodynamischen Verhalten der Mikroplastik-Partikel eine entscheidende Rolle zu. In bisherigen Studien werden unterschiedliche Größenmetriken – die zum Teil nicht oder nur unklar definiert sind – verwendet. Wichtig wäre die Nutzung einer einheitlichen Größenmetrik, die das aerodynamische Verhalten der Partikel effektiv widerspiegelt, beispielsweise die Angabe des aerodynamischen Durchmessers.“

„Im vergangenen Jahr konnten wir in einer Modellierungsstudie zeigen, dass die Mikroplastikemissionen aus dem Ozean in die Atmosphäre deutlich geringer ausfallen als bislang angenommen [1] – der Ozean ist entgegen früheren Annahmen also eher eine Senke als eine Quelle für atmosphärisches Mikroplastik. Allerdings haben wir für diese Arbeit relativ hohe Mikroplastikemissionen an Land angenommen; frühere Schätzungen gingen von acht bis zehn Teragramm (ein Teragramm entspricht einer Million Tonnen; Anm. d. Red.) Mikroplastikemissionen aus.“

„Es ist schön zu sehen, dass die Wiener Arbeitsgruppe in ihrer aktuellen Modellierungsstudie unsere Ergebnisse zu den geringen Mikroplastikemissionen aus den Ozeanen bestätigen konnte und zudem feststellen konnte, dass auch die frühere Annahme hoher Mikroplastikemissionen an Land wahrscheinlich zu hoch angesetzt war. Die Ergebnisse der Modellierung zeigen nun, dass unter der Annahme geringer Mikroplastikemissionen aus dem Ozean und geringer Emissionen an Land auch die Vorhersage der Menge an Mikroplastik in der Atmosphäre verbessert werden kann.“

„Was die Autorinnen und Autoren mit ihrer Modellierung zeigen können, ist, dass bisherige Annahmen zu den Mikroplastikemissionen in der Atmosphäre mutmaßlich überschätzt wurden. Zum jetzigen Zeitpunkt wissen wir allerdings noch nicht, wie belastbar die Ergebnisse der aktuellen Modellierung sind – ergänzende Studien müssen diese Ergebnisse erst noch reproduzieren.“

„Allerdings wäre ich nicht sonderlich überrascht, wenn auch diese Studien ähnlich geringe Mikroplastikemissionen in der Atmosphäre nachweisen könnten. Meiner Erfahrung nach ist es so, dass, wenn ein neues Thema in der atmosphärischen Chemie aufkommt – beispielsweise die Emission eines bestimmten Stoffes –, erste Annahmen zur Größenordnung tendenziell überschätzt werden. Erst mit fortschreitender Forschung und weiteren Messungen wird der Wert plausibler – und deshalb häufig nach unten korrigiert.“

„Der atmosphärische Transport ist nicht der Hauptweg, über den Mikroplastik in die Umwelt transportiert wird, aber er ist ein wirksamer Mechanismus für dessen Transport über große Entfernungen. Selbst geringe Konzentrationen in der Luft reichen aus, um zu erklären, warum Mikroplastik in abgelegenen Regionen gefunden wird. Es bestehen nach wie vor große Wissenslücken darüber, welche Partikelgrößen und -formen lange genug in der Luft verbleiben können, um weit transportiert zu werden. Diese Unsicherheit spiegelt sowohl zu wenige Messungen als auch das unvollständige Wissen darüber wider, wie sich Mikroplastik verhält und aus der Atmosphäre entfernt wird.“

„Die größte Stärke der Studie liegt in der Zusammenstellung eines umfangreichen globalen Datensatzes mit Messungen der Konzentration und Ablagerung von Mikroplastik in der Atmosphäre sowie in der konsistenten Angleichung der modellierten und gemessenen Größenbereiche. Aus messtechnischer Sicht bleibt der Datensatz jedoch heterogen, mit einer ungleichmäßigen geografischen Abdeckung und erheblichen Unterschieden bei den Probenahme- und Analysemethoden. Kleinere Mikroplastikpartikel sind aufgrund der Nachweisgrenzen in vielen Studien wahrscheinlich unterrepräsentiert. Folglich liefert die Extrapolation aus den verfügbaren 283 Standorten eine globale Schätzung erster Ordnung, kann jedoch regionale oder größenabhängige Schwankungen nicht vollständig auflösen.“

„Die Studie zeigt, dass die globalen Mikroplastikkonzentrationen in der Atmosphäre geringer sind als bisher angenommen, was jedoch hauptsächlich auf Unterschiede in den Partikelgrößenbereichen und den Methoden zurückzuführen ist und nicht auf einen Widerspruch zu früheren Studien. Landbasierte Quellen emittieren große Mengen kleiner Partikel und dominieren daher die Partikelanzahl in der Atmosphäre, während ozeanische Quellen weniger, aber größere Partikel emittieren und einen größeren Beitrag zur Gesamtmasse leisten. Diese Schlussfolgerungen sind plausibel, hängen jedoch weiterhin von Annahmen über die Partikelgrößenverteilung und der begrenzten Verfügbarkeit von Messungen ab, insbesondere über den Ozeanen.“

„Die Ergebnisse sollten mit Vorsicht kommuniziert werden, da niedrigere globale Konzentrationen nicht bedeuten, dass Mikroplastik in der Atmosphäre unwichtig ist. Die Studie hebt hervor, dass die Schlussfolgerung stark davon abhängt, ob die Partikelanzahl oder die Partikelmasse berücksichtigt wird. Mikroplastik ist nach wie vor weit verbreitet, auch in abgelegenen Regionen, selbst bei geringen Konzentrationen. Um das Ausmaß des Problems besser zu verstehen, sind standardisierte und größenaufgelöste Messungen erforderlich, anstatt sich nur auf globale Durchschnittswerte zu stützen.“

„Ein Aspekt, der weitere Aufmerksamkeit verdient, ist das Fehlen standardisierter Messprotokolle in den verschiedenen Studien, insbesondere hinsichtlich der minimalen nachweisbaren Partikelgröße, der Formklassifizierung und der Berichtseinheiten. Dies erschwert den direkten Vergleich zwischen den Datensätzen und bleibt eine wichtige Quelle der Unsicherheit in jeder globalen Synthese. Fortschritte beim Verständnis von Mikroplastik in der Atmosphäre hängen daher nicht nur von einer Ausweitung der räumlichen Abdeckung ab, sondern auch von einer Harmonisierung der Probenahme- und Analysemethoden. Ohne diese Harmonisierung werden die Unterschiede zwischen den Studien weiterhin eher methodische Entscheidungen widerspiegeln als tatsächliche Umweltvariabilität.“

„Diese Studie leistet einen Beitrag zu den laufenden Bemühungen, die globale atmosphärische Verteilung von Mikroplastik besser einzugrenzen, indem sie verfügbare Messdaten innerhalb definierter Größenbereiche zusammenstellt und konsistent auswertet. Ein wichtiger Beitrag ist der Hinweis, dass einige frühere globale Schätzungen die atmosphärischen Konzentrationen möglicherweise überschätzt haben, sowie die Klärung der Unterschiede zwischen den Beiträgen von Land- und Meeresquellen zur Partikelanzahl und -masse. Die Interpretation der Ergebnisse wird jedoch durch die Heterogenität der Messmethoden, die ungleiche geografische Abdeckung und die begrenzte Erkennung kleinerer Partikel eingeschränkt. Der vereinfachte Skalierungsansatz spiegelt eher die aktuellen Datenbeschränkungen wider als eine endgültige Lösung der Unsicherheiten hinsichtlich der globalen Emissionen. Insgesamt liefert die Studie einen nützlichen Kontext für die Interpretation bestehender Messungen und unterstreicht gleichzeitig die Notwendigkeit standardisierter und größenaufgelöster Beobachtungen, um das Vertrauen in zukünftige Bewertungen zu verbessern.“