When plastic ends up in the ocean, it gradually weathers and disintegrates into small particles. If marine animals ingest these particles, their health can be severely affected. Large accumulations of plastic can therefore disrupt the biological balance of marine ecosystems. But which areas are particularly affected? In a recent study, a research team from the Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ), in collaboration with the Alfred Wegener Institute (AWI), has found large quantities of plastic waste and microplastics in a remote marine protected area in the Pacific Ocean. These quantities were similar to those found in one of the world’s largest known garbage patches. The researchers highlight that plastics are distributed much more widely than expected. The entire ocean ecosystem is threatened. They therefore call for the global emissions of plastics into the ocean to be stopped as quickly as possible. The study has been published in Environmental Science & Technology.
„Plastik im Meer ist ein ernstes Problem. Jedes Jahr gelangen über Flüsse, Wind und aus Quellen wie Schifffahrt oder Fischerei Millionen Tonnen Plastik ins Meer – und dort verbleibt es. Die Folgen für das Ökosystem Ozean sind bislang kaum abzuschätzen“, sagt UFZ-Umweltchemikerin Annika Jahnke, Koordinatorin des Projektes MICRO-FATE, das die Studie ermöglichte. Wie genau verteilt sich Plastik im Meer? Welche Gebiete sind besonders betroffen? Gibt es noch gänzlich plastikfreie Zonen? Und welche Eigenschaften hat das Plastik, wenn es sich in Quellennähe – also dort, wo es vermehrt ins Meer gelangt – oder fernab im offenen Ozean befindet? Das sind Fragen, denen das Forschungsteam um Jahnke in ihren Untersuchungen nachgegangen ist. Auf einer fünfwöchigen Expedition im Nordpazifik zwischen Vancouver (Kanada) und Singapur mit dem Forschungsschiff „Sonne“ im Jahr 2019 haben die Forschenden die Plastikmengen im Oberflächenwasser bestimmt.
Je länger Plastik Sonne, Wind, Wellen und Salzwasser ausgesetzt ist, desto mehr verwittert und zerfällt es. Aus anderen Studien ist bereits bekannt, dass größere unzersetzte Plastikgegenstände und -partikel vor allem dort vorkommen, wo Plastik ins Meer gelangt. Je weiter die Partikel transportiert werden, desto kleiner und verwitterter sollten sie sein. „Genau das konnten wir mit unseren Untersuchungen zeigen. Und wie erwartet konnten wir in den Proben, die wir im Bereich des sogenannten Großen Pazifischen Müllstrudels genommen haben, die höchsten Plastikmengen nachweisen“, sagt UFZ-Forscher Robby Rynek, der Erstautor der Studie ist. „Dabei handelt es sich aber keinesfalls um einen Müllteppich mit Plastikteilen dicht an dicht. Das ist wichtig, um zu begreifen, dass Plastikbeseitigungssysteme riesige Meeresgebiete abfahren müssten, um nennenswerte Mengen von Plastik einzusammeln, auch weil die meisten Teile eher kleine Fragmente sind, die Netzen entkommen oder sich nur mit erheblichen tierischem „Beifang“ einsammeln ließen“ ergänzt Mitautorin Melanie Bergmann vom AWI. Die Reduzierung von Einträgen ist also unverzichtbar.
Und Robby Rynek weiter: „Das überraschendste und zugleich besorgniserregendste Ergebnis unserer Studie ist, dass wir in dem entlegenen Meeresschutzgebiet nordwestlich von Hawaii ebenso große Mengen an eher kleinerem Mikroplastik gefunden haben! Damit hatten wir nicht gerechnet. Denn nach den Berechnungen des Vorhersagemodells sollte hier deutlich weniger Plastik zu finden sein.“ Annika Jahnke ergänzt: „Mikroplastik ist höchstwahrscheinlich viel weiter über die Ozeane verteilt als bislang angenommen. Wir haben tatsächlich an allen unseren Probenahmestationen Plastik nachweisen können. Es gab keine Probe, in der wir nichts gefunden haben. Man kann also nicht davon ausgehen, dass Plastik vor allem in den bekannten Ansammlungsgebieten zu Problemen führt – das Plastikproblem ist deutlich größer und betrifft tatsächlich das gesamte Ökosystem Ozean.“
Das Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) will in diesem Jahr ein globales Plastikabkommen verabschieden, um die Verschmutzung der Meere durch Plastik zu stoppen. „Als unabhängige Wissenschaftler:innen stehen wir als Teil der Scientists Coalition for an Effective Plastics Treaty den Delegierten der UN-Mitgliedsstaaten dabei beratend zur Seite", so Melanie Bergmann. Neben einer weitgehenden Minderung der Plastikproduktion durch eine Vermeidung verzichtbarer Plastikprodukte und den Ausbau von Mehrwegangeboten muss nach Ansicht vieler Forschender die chemische Zusammensetzung von Plastikprodukten vereinfacht und verbessert werden. Nur so sind eine gesundheitlich unbedenkliche Wiederverwendung und höhere Recyclingquoten überhaupt möglich.
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Originalpublikation
Robby Rynek, Mine B. Tekman, Christoph Rummel, Melanie Bergmann, Stephan Wagner, Annika Jahnke and Thorsten Reemtsma: Hotspots of Floating Plastic Particles across the North Pacific Ocean. Environmental Science & Technology; https://doi.org/10.1021/acs.est.3c05039