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Wegen Umstrukturierungsmaßnahmen finden 2018 keine Kurse an der HYDRA Feldstation auf Elba statt

 


Was geschieht mit biologisch abbaubaren Plastiktüten im Meer?

In-Situ-Untersuchungen vor Elba zeigen Einfluss von Bewuchs und Habitateigenschaften auf Abbau

 
 

Die Testaufbauten im Freiwasser und am Meeresboden vor Elba

Der rapide Anstieg der Menge an Plastikmüll im Meer bedeutet auch immer mehr Substrat in der Wassersäule zur Besiedlung für bodenlebende Organismen. Diese sogenannten Fouling-Gemeinschaften haben bislang wenig wissenschaftliche Aufmerksamkeit erfahren. In ihrer Studie stellen die Autoren die erste umfassende Betrachtung der Zusammensetzung der makroskopischen Gemeinschaft, deren Primärproduktion und deren Einfluss auf den Abbau des Plastikmaterials dar. Es wurden Plastiktüten aus dem herkömmlichem Kunststoff Polyethylen (PE) und einem biologisch abbaubaren Plastikmaterial mit Stärkebeimischung in küstennahen Boden- und Freiwasserszenarien im Mittelmeer vergleichend getestet. Die Biomasse der Aufwuchsgemeinschaft nahm über die Zeit signifikant zu und führte dazu, dass alle Proben schwer genug wurden, zum Meeresboden abzusinken. Die Zusammensetzung des Foulings, mit Organismen aus insgesamt 21 Familien, war dem Habitat entsprechend unterschiedlich, unterschied sich jedoch nicht zwischen den Testmaterialien. Im Pelagial wurde eine positive Primärproduktion gemessen, nicht jedoch im Benthal. Dies legt nahe, dass die große Menge treibenden Plastiks eine lokale Sauerstoffquelle, und auch eine Kohlenstoffsenke darstellen könnte. Im Gegensatz zu PE, zeigte das biologisch abbaubare Plastik eine Abnahme der Zugfestigkeit und zerfiel mit der Zeit in beiden Habitaten. Die Ergebnisse zeigen, dass sich biologisch abbaubare Polymere im marinen Milieu schneller zersetzen als herkömmliche Kunststoffe. Dies sollte bei der Entwicklung neuer Materialien berücksichtigt werden und in Umweltrisikoabschätzungen und Abfallbehandlungsstrategien einbezogen werden. Die Autoren legen großen Wert auf die Definition des biologischen Abbaus als vollständige Remineralisierung des Polymers in Kohlendioxid oder Methan, Wasser, Biomasse und Wärme durch die Stoffwechseltätigkeit von Bakterien und Archäen.

Titel der Originalarbeit:
Nora-Charlotte Pauli, Jana S. Petermann, Christian Lott, Miriam Weber (2017): Macrofouling communities and the degradation of plastic bags in the sea - an in-situ experiment. Royal Society Open Science. 25 Oct 2017 doi: 10.1098/rsos.170549

Diese Studie wurde von AQUEIS e.V. mit einem Stipendium an Nora Pauli unterstützt.

 


Ungewöhnliche Vielfalt von Bakterien und Archäen bei Gasaustritten vor Elba

Neue Studie zur Mikrobengemeinschaft an untermeerischen Methanseeps im Flachwasser veröffentlicht

 

 

Verschieden geformte Konsortien von Bakterien und Archäen, die gemeinsam Methan anaerob abbauen können (Fluoreszenzfärbung)

Methan ist ein geruchloses Gas und als Treibhausgas 25 mal wirksamer als CO2. Bestimmte Mikroorganismen im Meer können Methan als Energie- und Kohlenstoffquelle nutzen. Bisher wurden vornehmlich Gemeinschaften in der Tiefsee untersucht und erst seit kurzem gibt es Hinweise, dass auch im Flachwasser methanfressende Mikroorganismen umfangreich vorkommen.

Experten vom Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie und vom HYDRA Institut für Meereswissenschaften haben sich zusammengeschlossen, um die seit über 20 Jahren bekannten Gasaustritte vor der Insel Elba genauer zu untersuchen. Gas- und Sedimentproben wurden taucherisch beprobt und dann im Labor weiter untersucht. Das Ergebnis ist, dass im Vergleich zu den schon bekannten Tiefseegemeinschaften vor Elba erstaunlich viele verschiedene Bakterien und Archäen vorkommen. Die Forscher erklären diese Vielfalt mit der weiten Verbreitung von Mikroorganismen, der Verfügbarkeit von verschiedenen Energiequellen, den vorherrschenden hydrodynamischen Kräften, die im Flachwasser auf den Meeresboden einwirken, und dem permeablen Sediment, welches leicht durchspült werden kann. Obwohl sich die biogeochemischen Gegebenheiten von denen der Tiefsee stark unterscheiden, sind die vor Elba gefundenen Mikroorganismen mit denen der Tiefsee nah verwandt. Die Ergebnisse unterstützen die Hypothesen, dass das Methangas am stärksten auf die Selektion der niederen Taxa wirkt, und dass die Hauptgruppen global verbreitet sind.

Seit 1995 beobachten die Forscher vom HYDRA Institut für Meereswissenschaften die Gasblasen im Flachwasser vor Pomonte, einem kleinen Dorf an der Westküste der Insel Elba, Italien. Und seit 2009 wird das Gebiet genauer untersucht, wobei zwei weitere Areale, eines nahe der Insel Pianosa und ein weiteres beim Scoglio d’Africa, entdeckt wurden. Die Untersuchungen werden nun weiter gehen, um noch mehr über die Methan fressende Mikrobengemeinschaften im Flachwasser zu erfahren.


Titel der Originalarbeit:
Ruff SE, Kuhfuss H, Wegener G, Lott C, Ramette A, Wiedling J, Knittel K and Weber M (2016) Methane Seep in Shallow-Water Permeable Sediment Harbors High Diversity of Anaerobic Methanotrophic Communities, Elba, Italy. Front. Microbiol. 7:374. doi: 10.3389/fmicb.2016.00374


Für weitere Fragen steht Ihnen Dr. Miriam Weber vom HYDRA Institut für Meereswissenschaften gerne zur Verfügung.

Freier Download unter http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fmicb.2016.00374/full

 


Plastik im Meer - Bericht über standardisierte Bestimmung biologischer Abbaubarkeit erschienen

Zusammenfassung über den Stand der derzeit angewandten Methoden und internationalen Standardtests an die EU-Kommission übergeben

Im Rahmen des EU-Projekts "Open-Bio - Opening bio-based markets via standards, labelling and procurement", in das HYDRA mit dem Arbeitspaket "Mariner Abbau" eingebunden ist, wurde eine Studie erstellt, die den derzeitigen Stand der Methoden zusammenfasst, die angewandt werden, um die biologische Abbaubarkeit von Stoffen im marinen Milieu zu testen. Dabei werden europäische, amerikanische und weitere internationale Standardverfahren aufgeführt, kritisch beleuchtet und auf ihre Eignung, bzw. ihre Schwächen beurteilt. Ziel der Studie, die auch generelle Hintergrundinformationen zum Stand der Forschung des marinen Abbaus und der ökologischen Grundlagen liefert, ist es, die offenen Fragen zu klären und den Bedarf für neue, bessere Tests zu definieren. Die so gewonnenen Informationen dienen dann der Entwicklung zuverlässiger umweltrelevanter Standardtests, die an das Europäische Institut für Normung CEN zur Umsetzung weitergegeben werden können. Das übergreifende Ziel ist es, ein zuverlässiges Instrument zur Verbraucherinformation, ein Kennzeichen oder Label zu schaffen, das eindeutig feststellt, ob ein Gegenstand oder eine Verpackung aus Kunststoff auch tatsächlich unter natürlichen Bedingungen im Meer abbaubar ist.

Titel der Originalarbeit:
Weber M, Lott C, van Eeckert M, Mortier M, Siotto M, de Wilde B, Pikasi A, Briassoulis D, Mistriotis A, Degli Innocenti F, Tosin M, Sinkel C, te Ronde I, van Kruchten S, van der Zee M, Quitzow R, Peuckert J  (2015)
Review of current methods and standards relevant to marine degradation
European Commission, Project "Open-Bio", KBBE/FP7EN/613677, WP5-D5.5, 90 pp.


Freier Download unter http://www.biobasedeconomy.eu/wp-content/plugins/download-monitor/download.php?id=123

 


Plastik im Meer - Experimente zur frühen Phase des Abbaus veröffentlicht

Neue In-situ-Studie zeigt Unterschiede zwischen herkömmlichem und Bio-Plastik schon in den ersten Wochen

 


Während ihrer Bachelorarbeiten am HYDRA Institut für Meereswissenschaften haben Andreas Eich und Tobias Mildenberger in einer experimentellen Studie das Szenario untersucht, was in den ersten Wochen mit Plastiktüten geschieht, die im Meer landen. In einigen europäischen Ländern sind inzwischen biologisch abbaubare Einkaufstüten vorgeschrieben und ersetzen Tüten aus herkömmlichem Polyethylen (PE). Ziel der In-situ-Studie war es, genauere Kenntnisse über die frühe Biofilmbildung und dessen Zusammensetzung auf PE und einem der am häufigsten eingesetzten, biologisch abbaubaren Kunststoffe, dem stärkebasierten MATER-BI zu gewinnen.
Die Ergebnisse stellen die Autoren nun in der Fachzeitschrift PLOS one vor. Danach nahm die Menge an Biofilm auf beiden Plastiksorten und in beiden untersuchten marinen Habitaten, der freien Wassersäule (Pelagial) und dem Meeresboden (Benthal), innerhalb von 15 bzw. 33 Tagen rasch zu. Die als Indikatororganismen gewählten Kieselalgen (Diatomeen) unterschieden sich signifikant in Abundanz und Diversität  je nach Habitat und Plastiktyp. Die Forscher führen das auf die unterschiedlichen spezifischen Oberflächeneigenschaften zurück. Die Untersuchung der Sauerstoffproduktion der Biofilmgemeinschaften auf dem Plastik ergab eine negative Bilanz, d.h. generell verbraucht der Biofilm auf den Folien mehr Sauerstoff, als über den Tag produziert wird, unabhängig vom Plastiktyp. Zwar ergaben Messungen zur Zugfestigkeit der Versuchsfolien keinen Anhaltspunkt für einen Abbau des Materials, bei Ultrastrukturuntersuchungen mit dem Rasterelektronenmikroskop zeigten sich jedoch auf dem biologisch abbaubaren Plastik schon nach zwei Wochen Versuchsdauer in beiden Habitaten deutliche Spuren des Materialzerfalls. Die Studie zeigt, dass es je nach Plastiktyp zu unterschiedlicher Besiedlung kommt und dass es eine Rolle spielt, in welchem marinen Milieu der Müll landet.

Titel der Originalarbeit:
Eich A, Mildenberger T, Laforsch C, Weber M (2015)
Biofilm and Diatom Succession on Polyethylene (PE) and Biodegradable Plastic Bags in Two Marine Habitats: Early Signs of Degradation in the Pelagic and Benthic Zone?
PLoS ONE 10(9): e0137201. doi:10.1371/journal.pone.013720


Freier Download unter http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0137201

Andi und Tobi berichten in einem Videoblog über ihr Projekt: https://www.youtube.com/watch?v=J8o57hBC0jw

Für weitere Fragen steht Dr. Miriam Weber vom HYDRA Institut für Meereswissenschaften gerne zur Verfügung.

Diese Studie wurde von AQUEIS e.V. mit einem Stipendium an Andreas Eich und Tobias Mildenberger unterstützt.

 


 

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