Infiltration und Transport von Mikroplastikpartikeln in durchströmten Sedimentsäulen

Die Untersuchung von Mikroplastikpartikeln (MP) als Schadstoff in der Umwelt ist aktuell Schwerpunkt vieler Forschungsprojekte. Fließgewässer wurden hierbei bereits als lineare Eintragspfade für Mikroplastik in Meere und Ozeane identifiziert. Über das Transportverhalten von MP an der Schnittstelle zwischen Oberflächenwasser, Grundwasser sowie der hyporheischen Zone als poröses Medium ist dahingegen nur wenig bekannt.

Als Teil dieser Studie soll dahingehend das Transport- und Infiltrationsverhalten von MP mittels Säulenversuchen im porösen Medium untersucht werden. Dafür werden die Säulen mit Sediment in Korngrößenbereichen von Sand bis Kies befüllt und im gesättigten Zustand von Wasser durchströmt. Als Tracer werden anschließend eigens kryogen gemahlene, fluoreszierende MP in verschiedenen Größenfraktionen (10 bis 1.000 µm) aus Polymerarten mit unterschiedlicher Dichte in die Säulen eingegeben. Während des Versuchsablaufs wird das ausströmende Eluat kontinuierlich und nach Versuchsabschluss das Sediment aus den Säulen Schichtweise beprobt. Nach einer Dichteseparation der Sedimentproben zur Extraktion der MP werden sowohl die Eluat- als auch die Sedimentproben mittels Fluoreszenzmessungen bzw. SWIR-Detektion auf MP analysiert.

Anhand verschiedener Versuchsreihen werden erste Durchbruchs- und Retentionskurven mit Eindringtiefen der MP präsentiert und Rückschlüsse auf das Transport- und Infiltrationsverhalten bei verschiedenen hydrogeologischen Randbedingungen gezogen. Es werden hierbei insbesondere das Transport- und Infiltrationsverhalten von MP unterschiedlicher Polymerart und Dichte in Abhängigkeit von verschiedenen Korngrößen des Sediments und Strömungsgeschwindigkeiten betrachtet.