Algenblüten beschleunigen die Verwitterung von Plastik und können die Bildung von Mikroplastik anheizen

Laut einer Studie von Forschern des Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) sind Algenblüten als Katalysator für die beschleunigte Verwitterung ausrangierter Kunststoffe identifiziert worden, was die Rate der Mikroplastikbildung möglicherweise erhöht. Die Ergebnisse, die auf Experimenten basieren, bei denen Wasserproben aus dem KAIST's Duck Pond verwendet wurden, zeigen, dass die Anwesenheit von Algenblüten die mikrobielle Umgebung auf der Oberfläche von Polyethylen mit niedriger Dichte (LDPE), einer Art von Kunststoff, der häufig in Plastiktüten verwendet wird, verändert. Diese Veränderung führt zu einer schnelleren Oxidation und der Entwicklung mikroskopischer Risse, wodurch der Kunststoff anfälliger für den Abbau wird.

Die Forschung wurde von einem Team unter der Leitung von Professor Jaewook Myung von der Abteilung für Bau- und Umwelttechnik durchgeführt. Durch ein kontrolliertes Mikrokosmos-Experiment erzeugte das Team Eutrophizität durch Manipulation von Licht und Nährstoffspiegeln, um Algenblüten zu simulieren. Sie beobachteten, wie diese Bedingungen die mikrobiellen Gemeinschaften beeinflussten, die sich auf Kunststoffoberflächen entwickeln.

Die Studie ergab, dass unter eutrophen Bedingungen Cyanobakterien, photosynthetische Bakterien, zusammen mit einer Reihe anderer Bakterienarten einen dichteren Biofilm auf der Kunststoffoberfläche bildeten. Dieser Biofilm bestand weitgehend aus Mikroorganismen, die extrazelluläre polymere Substanzen (EPS), ein viskoses, klebriges Material, das bei der mikrobiellen Adhäsion und Kohäsion hilft, produzieren können.

Weitere Untersuchungen unter Verwendung fortschrittlicher analytischer Techniken, einschließlich der Fourier-Transform-Infrarot-Spektroskopie (FT-IR) und der Scanning-Elektronenmikroskopie (SEM), bestätigten, dass der Kunststoff sichtbare Veränderungen durchlief. Auf der Oberfläche des LDPE entwickelten sich sauerstoffreiche funktionelle Gruppen wie Carbonyl- und Hydroxylgruppen, die auf Oxidation hindeuten. Darüber hinaus zeigte der Kunststoff feine, haarige Risse, was auf eine erhöhte Anfälligkeit für mechanische Belastungen und anschließende Fragmentierung hindeutet. Diese Veränderungen wurden nicht einer einzelnen mikrobiellen Spezies, sondern der kollektiven Aktivität einer vielfältigen mikrobiellen Gemeinschaft zugeschrieben, die sowohl photosynthetische als auch nicht-photosynthetische Bakterien umfasst.

Die Implikationen dieser Ergebnisse zeigen eine bisher nicht erkannte Wechselwirkung zwischen Wasserverschmutzung und Plastikverschmutzung auf. Da Algenblüten aufgrund des Klimawandels immer häufiger auftreten, kann das Risiko eines beschleunigten Plastikzerfalls und damit der Erzeugung von Mikroplastik erheblich steigen. Dies unterstreicht die Bedeutung der Integration von Strategien zur Bewältigung beider Arten von Verschmutzung, anstatt sie als unterschiedliche Probleme zu behandeln.

Die Forschung trägt auch zu breiteren Diskussionen über die globale Herausforderung der Mikroplastikkontamination bei und bietet eine neue Perspektive darauf, wie vom Menschen verursachte Umweltveränderungen bestehende Verschmutzungsprobleme verschlimmern können.