Müllkippe Ozean - Was wir Menschen dem Meer alles zumuten

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1 Müllkippe Ozean - Was wir Menschen dem Meer alles zumuten Foto: Sarah Piehl Mark Lenz Marine Ökologie GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel Münchner Wissenschaftstage November

2 Warum benutzen wir Plastik? Foto: Sarah Piehl Plastik ist flexibel leicht bruchfester als Glas oder Keramik korrosionsresistent unzugänglich für Pilze und Bakterien kostengünstig 2

3 Millionen Tonnen Wie viel Plastikmüll produzieren wir? Jahr Source: Plastics Europe Wir produzieren 1,3 Milliarden Tonnen Müll pro Jahr. 10% - 20% des gesamten Müllvolumens bestehen aus Plastik. Mehr als ein Drittel aller Plastikprodukte sind Einwegartikel. 3 Andrady 2003, Thompson et al. 2009, Hoornweg et al. 2013

4 Wie viel Plastikmüll produzieren wir? : Mark Lenz Weniger als 50% der Jahresplastikproduktion werden deponiert, verbrannt oder recycelt der Rest ist in Gebrauch oder verschmutzt die Ozeane und die Kontinente. Die Art der Entsorgung hängt von der lokal vorhandenen Infrastruktur ab und die variiert global sehr stark. 4 Rochman et al. 2013, NOAA

5 Wie kommt der Plastikmüll ins Meer? 80 % 20 % 80% des Plastikmülls im Meer stammen von Land, 18% aus der Fischerei und 2% aus anderen Quellen auf See. 5 Andrady 2011, Rochman et al. 2013

6 Wie kommt der Plastikmüll ins Meer? Quelle: Jambeck et al in Science 192 Küstenstaaten haben im Jahr 2010 zusammen 275 Mio Tonnen Plastikmüll produziert. Zwischen 5 Mio and 13 Mio Tonnen davon gelangten ins Meer dort befinden sich bereits Mio Tonnen. 6 Rochman et al. 2013, NOAA, Cózar et al. 2014, Jambeck et al. 2015

7 Wie kommt der Plastikmüll ins Meer? Quelle: Jambeck et al in Science 7

8 Wie kommt der Plastikmüll ins Meer? Svakopmund, Namibia 8

9 Wie kommt der Plastikmüll ins Meer? Quelle: Jambeck et al in Science 9

10 Wie kommt der Plastikmüll ins Meer? Foto: Sarah Piehl Jakarta, Indonesien 10

11 Wie kommt der Plastikmüll ins Meer? Quelle: Jambeck et al in Science 11

12 Wie kommt der Plastikmüll ins Meer? Hennestrand, Dänemark 12

13 Wie kommt der Plastikmüll ins Meer? Akkumulation und Transport durch Flüsse Austrag durch Wind und Regen Verlorene oder aufgegebene Ausrüstung Quelle: Spiegel-Online Strandmüll Küstengewässer und der offene Ozean Transportverluste Foto: Jonas Martin Katastrophen Illegale Entsorgung Müll von Fähren und Kreuzfahrtschiffen Quelle: dpa 13 Photo: Mark Lenz Photo: Mark Lenz

14 Was geschieht mit dem Plastik im Meer? Quelle: Cózar et al in PNAS Die großen ozeanischen Strudel akkumulieren Plastik. Die Partikeldichte an der Meeresoberfläche liegt zwischen 5000 und pro km 2 Die meisten Plastikteile an der Meeresoberfläche haben eine Größe von ca. 2 mm. Die Menge an Plastik an der Meeresoberfläche ist in den letzten 15 Jahren nicht größer geworden. 14 Sebille et al 2012, Eriksen et al. 2013, Ryan Cózar et al. 2014

15 Was geschieht mit dem Plastik im Meer? Quelle: NOAA/National Geograph Meeresoberfläche Foto: Sarah Pl Küsten 15 % 15 % Wassersäule Quelle: AWI Meeresboden 70 % 15 Bergman & Klages 2012, Cauwenberghe et al. 2013

16 Was geschieht mit dem Plastik im Meer? Besiedlung durch Bakterien, Algen und wirbellose Tiere Foto: Martin Thiel Der Bewuchs erhöht das spezifische Gewicht der Plastikteile und führt zum Absinken. 16 Barnes 2002, Cauwenberghe et al. 2013, Zettler et al. 2013

17 Was geschieht mit dem Plastik im Meer? Fragmentierung durch chemische, physikalische und biologische Prozesse Photo-Oxidation Thermo-Oxidation Hydrolyse Wellenschlag Bakterien Auf diese Weise entsteht sekundäres Mikroplastik. 17 Browne et al. 2007, Artham & Doble 2009, Andrady 2011, Harshvardhan & Jha 2013

18 Was geschieht mit dem Plastik im Meer? Was ist primäres Mikroplastik? Foto: Jonas Martin Foto: Vanessa Rüttler Fasern aus Polymer-Kleidung, Peeling-Partikel aus Kosmetika, Schleifkörper, Rohplastik 18

19 Was geschieht mit dem Plastik im Meer? Aufnahme durch Tiere Cole et al Browne et al Davison & Ash 2011, Foekema et al Stephanis et al Quelle: Smithsonian 10 1 mm Quelle: whale-world.com 10 2 mm 10 3 mm 10 4 mm Browne et al Farrell & Nelson 2013 Foto: Jonas Martin Camedda et al Ryan 2008 Ungefähr 10 6 Seevögel und 10 5 Meeressäuger sterben jedes Jahr durch Plastikmüll. Es sind 260 Wirbeltierarten (ohne Fische) betroffen. Gregory 2009, Teuten et al

20 Was passiert, wenn wirbellose Tiere Mikroplastik aufnehmen? Blockade der Kiemen oder des Verdauungstraktes Beschädigung von Epithelien und innere Verletzungen Pseudosättigung und Reduktion der Nahrungsaufnahme Vergiftung durch Schadstoffe und Additive Translokation ins Gefäßsystem und ins Gewebe 20

21 Was passiert, wenn wirbellose Tiere Mikroplastik aufnehmen? Acenaphthen Naphthalen Anthracen Plastik Acenaphthylen Chrysen Fluoranthen Benzoanthracen Phenanthren Benzopyren Plastik akkumuliert organische Schadstoffe und kann ihre Konzentration um den Faktor 10 6 gegenüber dem Meerwasser erhöhen. Es ist nicht nur Vektor sondern auch Quelle für Schadstoffe, denn es enthält Weichmacher, Flammschutzmittel und Antibiotika. 21 Mato 2001, Teuten et al. 2009, Browne et al. 2013, Rochman et al. 2013

22 GAME: Ein Forschungs- und Ausbildungsprogramm am GEOMAR GAME steht für Globaler Ansatz durch Modulare Experimente verbindet Forschung und Lehre in der Meeresökologie basiert auf einem Netzwerk von Forschungseinrichtungen gibt es seit

23 Das GAME-Forschungsnetzwerk 35 Partner in 26 Ländern 23

24 GAME 2014: Schädigt Mikroplastik wirbellose Meerestiere? Wales Japan Mexiko Portugal Indonesien Chile Brasilien 24

25 Die Versuchsorganismen Sedimentfresser Filtrierer : Dennis Brennecke : Juliane Oetter : Mark Lenz : Dennis Brennecke 25 25

26 Der experimentelle Ansatz Expositionszeit: 1 3 Monate 26 26

27 Die Antwortvariablen Überlebensrate Produktion von Byssusfäden Faezesproduktion Filtrationsleistung Sauerstoffverbrauch Wachstum 27

28 Byssusproduktion (Fäden/Tag/Muschel) Die Ergebnisse Byssusfäden Grünlippmuschel (nach 44 Tagen) n=8 n=10 n=10 n=3 a ab bc bc Mittelwert + 95% KI ANOVA F P < , Mikroplastik (mg/l) 28 Rist et al. 2016

29 Byssusproduktion (Fäden/Tag/Muschel) Die Ergebnisse Byssusfäden Perumytilus purpuratus (nach 47 Tagen) n=15 n=15 n=15 n=15 n=15 Mittelwert + 95% KI 0 21, Mikroplastik (mg/l) ANOVA F P

30 Die Ergebnisse Es gibt messbare negative Auswirkungen von Mikroplastik auf Meerestiere. Die Effekte sind aber nicht konsistent, sondern variieren mit dem Untersuchungssystem. Mikroplastik kann ökologisch wichtige Arten schädigen. Mikroplastik kann mit anderen Umweltstressoren interagieren. 30

31 Was kann man tun? Foto: Valeria Hidalgo-Ruz Sinnvoll: Reduzierung, Wiederverwendung und Recycling von Plastikprodukten Verbesserung des Müllmanagements und eine stärkere Kontrolle der Müllströme Bewusstsein schärfen, Bildung und Forschung zum Thema fördern Biogene Ersatzmaterialien entwickeln (aber nicht auf der Basis pflanzlicher Stärke) Strände säubern / Fishing for litter 31

32 Was kann man tun? Foto: Valeria Hidalgo-Ruz Nicht sinnvoll: Source: NOAA Einführung biologisch-abbaubarer Plastikprodukte ( grow and throw ) Abfischen großer Plastikmengen auf dem offenen Meer 32

33 Programme, NGOs, Websites: 33

34 Das GAME-Projekt 2014 wurde gefördert von: Sampling and measuring Danke! 34 34

35 Mehr über GAME (Globaler Ansatz durch Modulare Experimente) erfahren Sie unter: Foto: Jan Steffen Fotos: Mark Lenz