Mikroplastik in der Gewässersohle an Bundeswasserstraßen

Die Interaktion zwischen Oberflächenwasser (OW) und Grundwasser (GW) wird neben den hydrologischen Randbedingungen maßgeblich durch die geomorphologischen und hydrogeologischen Eigenschaften der Gewässersohle gesteuert. Vor allem eine etwaige Abnahme der Durchlässigkeit der Sohlsedimente durch Kolmationsprozesse wird dabei als Schlüsselgröße der OW-GW-Interaktion an Bundwasserstraßen angesehen.

Mikroplastikpartikel (Kunststoffpartikel von 1-5000 µm Durchmesser) sind ein neuartiger Umweltschadstoff mit einer hohen Persistenz in der Umwelt, welche in nahezu allen aquatischen Systemen gefunden werden. Hieraus ergibt sich die Möglichkeit Mikroplastik als ubiquitär vorkommenden Tracer zur hydromorphologischen Charakterisierung von Gewässersohlsedimenten einsetzen zu können.

Die an der BAW weiterentwickelte Gefrierkernmethodik erlaubt die ungestörte Probenahme von Gefüge intakten und wassergesättigten Sohlsedimenten (Straßer et al. 2015). Aus den Gefrierkernen können tiefenorientiert Teilproben entnommen werden und der Mikroplastikgehalt im porösen Medium analysiert werden. Für die Analytik sollen zwei komplementäre Verfahren (SWIR Spektroskopie (Schmidt et al. 2018) und Pyr-GC/MS (Dierkes et al. 2019)) eingesetzt werden, welche die kostengünstige und schnelle Erfassung der Mikroplastikgehalte ermöglichen. Durch diese Kombination aus Probenahmemethodik und Analytik sollen sowohl räumlich hoch aufgelöste als auch zeitliche Informationen über die Mikroplastikverteilung erhalten werden und in die Beurteilung von Umlagerungsprozessen und der Sedimentdynamik einfließen.

Ziel des Vorhabens ist es über die Tiefenverteilung von Mikroplastik Rückschlüsse auf die Hydrodynamik in der Gewässersohle an Bundwasserstraßen ziehen zu können und somit Auswirkungen von wasserbaulichen Maßnahmen auf den angrenzenden Grundwasserkörper besser prognostizieren zu können.