Lufttransport von Mikroplastik

B05-SFB1357

die Transportprozesse und Alterung von MP an Land-Luft und Wasser-Luft Grenzflächen zu verstehen, um eine Abschätzung der räumlichen Verteilung, der Schadstoffemissionen und der Expositionswahrscheinlichkeit im naturnahen Modelsystem für Organismen in Boden und Wasser vorzunehmen. Die Kombination aller drei Aspekte erlaubt eine Beurteilung der möglichen Umweltwirkung von äolisch verlagertem MP über das Verständnis zu Verweilzeit, Alterungskinetik und Expositionsdauer, die essenziell für die Bewertung von MP im Gesamtsystem Erde ist. Diese Forschung is das Teilprojekt B05 des von der DfG geförderten Sonderforschungsbereichs (SFB) 1357 zu Mikroplastik. 

Die 1. Projektphase (2019-2022) fokussierte zunächst auf die Erarbeitung von quantitativen Detektionsmethoden der Resuspendierung und Transport von äolischem MP unter kontrollierten Laborbedingungen im Windkanal für idealisierte MP Systeme. Unsere Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede in dem atmosphärischen Transportverhalten zwischen fabrikneuem, sphärischen und irregulär geformten MP sowie der Oberflächenladung idealisierter Glasoberflächen. Die Einbringungshöhe des MP entscheidet über Nettoemission oder -deposition. 

In der 2. Projektphase werden die Windkanalexperimente zur Resuspendierung mit der entwickelten quantitativen optischen Detektion unter Erweiterung des MP Spektrums (z.B. Fasern oder Polyisopren als Proxy für Reifenabrieb) und der Unterlage (z.B. Asphalt) fortgesetzt, um einen Vergleich mit den bisher gewonnenen Ergebnissen zu ermöglichen. Die in der 1. Projektphase initiierten turbulenzwirbelauflösenden Simulationen des atmosphärischen Transports mithilfe von Large Eddy Simulationen (LES) werden intensiviert und führen die Ergebnisse aus Laborreaktor und Windkanal zusammen. Ergänzend zur Resuspendierung wird erstmals in Zusammenarbeit mit der AG Atmosphärische Chemie, JProf. Anke Nölscher, die atmosphärische Alterung von MP durch die kombinierte Exposition gegenüber simulierter Sonneneinstrahlung und atmosphärischer Radikale (Ozon und Hydroxyl-Radikale) unter atmosphärischen Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten im Laborreaktor untersucht.