Sentinels4 marine plastic waste
Zuwendungsgeber: BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Status: abgeschlossen
Belastung aquatischer Ökosysteme mit Kunststoffmüll: Globales und lokales Monitoring mittels Satelliten-gestützter Methoden
Ein potentielles Umweltrisiko, welches immer stärker in den Blickpunkt des öffentlichen Interesses rückt, ist die Akkumulation und Fragmentation von Kunststoffabfall in aquatischen Ökosystemen. Jedoch sind Eintragsquellen und Verbreitungsmuster durch die raum-zeitliche Variabilität des Kunststoffabfalls weitgehend unbekannt. Die Fernerkundung ist eine Schlüsseltechnologie im Bereich des Umweltmonitorings. Daher wird in diesem Projekt ihr Potential in Bezug auf ein globales Monitoring von Kunststoffabfällen in aquatischen Ökosystemen getestet. Durch eine Kombination von Feld-, Labor- und Fernerkundungsmethoden sollen dabei folgende Aspekte genauer untersucht werden:
1) der Eintrag von Kunststoffabfall in ausgesuchten Fließgewässern,
2) die Verbreitungsmuster in Ästuaren und angrenzenden Küstengebieten und
3) die Verbreitungsmuster in den Ozeanwirbeln.
Aufgrund der charakteristischen Absorptionseigenschaften von Polymeren im SWIR-Bereich wird überprüft, ob eine direkte Identifikation und Quantifizierung des auf dem Wasser treibenden Kunststoffabfalls über hyperspektrale Satellitendaten möglich ist. Da vermutet wird, dass kleinere Kunststoffpartikel (Mikroplastik) keinen signifikanten Einfluss auf das aufgezeichnete Spektrum haben, wird ferner ein indirekter Ansatz verfolgt. Hierfür werden Zusammenhänge zwischen Kunststoffpartikeln und verschiedene, über Fernerkundungssensoren messbare, Wasserparameter (z.B. Oberflächentemperatur, Chlorophyll a, Schwebstoffe) analysiert. Falls ein Zusammenhang besteht, können diese Parameter als Indikatoren für die Abundanz von Kunststoffpartikeln herangezogen werden. Ein satelliten-gestütztes Monitoring könnte somit eine innovative Methode darstellen, Daten mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung zu generieren. Diese würden wesentlich zum Verständnis von Eintragsquellen, Verbreitungsmustern und Senken des auf dem Wasser treibenden Kunststoffabfalls beitragen.
Eine weitere aus dem Projekt hervorgegangene Methode ist die schnelle Identifizierung von Mikroplastik im Labor mittels eines abbildenden Kurzwelleninfrarotspektrometers:
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