Spektrochemische Analyse von Nanoplastikpartikeln

Die weltweite Plastikverschmutzung nimmt unaufhaltsam zu und stellt eine ernsthafte Bedrohung für Natur und Umwelt dar. Kunststoffprodukte haben sich seit den 1970er Jahren nahtlos in unseren Alltag integriert und sind kaum mehr wegzudenken. Jährlich werden rund 400 Millionen Tonnen Plastik produziert, wobei ein beträchtlicher Anteil als Müll in Meeren, Flüssen, Seen und im Boden landet. Allein im Jahr 2019 wurden 22 Millionen Tonnen Plastikabfall in die Umwelt freigesetzt. Plastikmüll kann sich in der Umwelt zersetzen und Mikro- und Nanoplastik freisetzen. Diese winzigen Partikel akkumulieren zunehmend in verschiedenen natürlichen Systemen und haben sich zu einem globalen Umweltproblem entwickelt. Diese kleinen Partikel können aber auch auf direktem Weg in unsere Umwelt gelangen, etwa in Gewässer über das Abwasser (z.b. von Kosemetikprodukten) oder in die Luft durch den Reifenabrieb von Fahrzeugen. Nanoplastik, Partikel kleiner als 1 m, etwa so groß wie einige der kleinsten Bakterien oder Viren und für das menschliche Auge unsichtbar, erregt weltweit zunehmende Aufmerksamkeit. Ihre große spezifische Oberfläche erleichtert die Aufnahme durch Organismen und ihre Verteilung im Körper. Diese winzigen Partikel verschmutzen aquatische und terrestrische Umgebungen sowie unsere Luft. Die Atmosphäre fungiert als globales Transportmedium, das Kunststoffpartikel bis in die entlegensten Gebiete der Welt tragen kann. Die wachsende Besorgnis über mögliche negative Auswirkungen auf die Wirtschaft, die Tierwelt und die menschliche Gesundheit treibt die gründliche Untersuchung dieser Problematik voran. Doch aufgrund ihrer geringen Größe ist der Nachweis von Nanoplastik in der Umwelt eine erhebliche Herausforderung. In diesem Forschungsprojekt arbeiten wir an der Entwicklung einer Analysemethode, die den zerstörungsfreien Nachweis von Nanoplastikpartikeln ermöglicht, um die Konzentration und Massenverteilung aus Luftproben zu bestimmen. Dabei setzen wir auf eine Kombination mikroskopischer und spektroskopischer Methoden. Die Anwendung eines hochauflösenden interferometrischen Streumikroskops eignet sich ideal für die präzise Analyse von Nanopartikeln.