((500_F_123780524_vqBvLrVx75U7QV5JuUNeigyAFaqLDFHy))Die Europäische Gemeinschaft will von einer linearen zu einer Kreislaufwirtschaft umschwenken. So sollen bis 2030 sämtliche Plastikverpackungen in Europa wiederverwertbar werden. Bildquelle: Adobe Stock @aryfahmed

Der Analyso von Mikroplastik in Umweltproben haben sich Forscher des IPF angenommen. (Bildquelle: Adobe Stock @aryfahmed)

Die Preisträger präsentieren mit ihrem Programm Gepard Enabled Particle Detection (Gepard) eine Lösung für die herausfordernde Aufgabe, in Umweltproben – Wasser, Sediment, Böden, Klärschlamm, Atmosphäre – schnell und zuverlässig Menge, Größen und Art der enthaltenen Kunststoffpartikel zu bestimmen. Dies gelang durch die Kombination von optischer Partikelerkennung und -segmentierung mit FTIR- und Raman-Mikroskopie. Messen lassen sich mit der Lösung in Echtzeit Proben mit bis zu 40.000 Partikeln unterschiedlichster Größe – von 1 bis 500 Mikrometer.

Die Spektren gelangen zur Identifizierung an Spektren-Datenbanken. Dabei erweiterten die Forscher am IPF diese um weitere, selbst erstellte Datenbanken zu Polymeren, Copolymeren, kommerziellen Pigmenten, Lacken und Farbstoffen sowie Nicht-Plastik-Materialien. Das Ziel ist, eine möglichst lückenlose Identifizierung zu erreichen. Das Programm Gepard führt alle Messdaten automatisiert zusammen. Eine komfortable Datenausgabe sorgt nicht nur für einfachen Zugriff auf die Ergebnisse, sondern auch deren Eintragung in nationale und internationale Mikroplastik-Datenbanken wie die Marine Plastic Data Base.

Das Programm ist als Open-Source-Software konzipiert und frei verfügbar. Es wird bereits von mehreren Forschungsgruppen genutzt, die sich mit Mikroplastik befassen. Am IPF kommt das Programm in derzeit fünf großen Verbundprojekten zum Einsatz. Mit der Anwendung der korrelativen Mikroskopie, das heißt der Kombination lichtmikroskopischer und schwingungsspektroskopischer Techniken, konnten die Preisträger die Nachteile bisher kommerziell verfügbarer Methoden überwinden: unzureichende Partikelerkennung, die Limitierung auf Partikelzahlen unter 1000 pro Probe sowie zu lange Messzeiten.

Doktorandenpreis: Charakterisierung von Mikroplastik

Auch der Doktorandenpreis des Vereins zur Förderung IPF erhalten in diesem Jahr Arbeiten zur Analytik von Mikroplastik. Den Preis erhält Frau Dr. Andrea Käppler für ihre Dissertation „Charakterisierung von Mikroplastik in marinen Proben: Möglichkeiten und Grenzen der FTIR- und Raman-Spektroskopie“. Die Dissertation von Käppler war eingebunden in das Verbundprojekt Mikromik zur Rolle von Mikroplastik im Ökosystem Ostsee. Im Projekt übernahm sie die Verantwortung für die Ermittlung zuverlässiger Daten zu Mikroplastikvorkommen, -verteilung, -gehalte und -typen in Wasser-, Strand- und Sedimentproben.

Als eine der ersten Wissenschaftlerinnen weltweit hat sie das Potenzial von FTIR- und Raman-Mikroskopie für die Mikroplastikidentifizierung anhand realer Umweltproben verglichen und Vor- und Nachteile herausgearbeitet. Die dazu 2016 veröffentlichte Publikation wird in nahezu jedem Übersichtsartikel zur Mikroplastik-Analytik zitiert. Die Arbeiten von Käppler waren damit auch eine Grundlage für die Entwicklung der Gepard-Software.

Die für den 23. April 2020 geplante feierliche Preisübergabe wird aufgrund der Kontaktbeschränkungen auf den 6. November 2020 verschoben. (jhn)