Wien – Im Jahr 2000 belief sich die weltweite Kunststoffjahresproduktion auf etwa 140 Millionen Tonnen. Mittlerweile stehen wir bereits 300 Millionen Tonnen im Jahr 2017 – und große Mengen landet letztlich im Meer und wird dort teilweise von Bakterien und Algen besiedelt. Sie nehmen die aus dem Kunststoff gelösten organischen Materialien auf und werden dadurch stimuliert. Diese Abläufe verändere den Kohlenstoffkreislauf in den Ozeanen, berichten Wiener Forscher im Fachjournal "Nature Communications".

Die Wirkung von Plastik auf die Basis der Nahrungsnetze und auf die Bakteriengemeinschaften der Meere, die für die Aufbereitung von Nährstoffen unerlässlich sind und somit erst die Grundlagen für die Ausprägung des vielfältigen Lebens im Meer schaffen, sind bislang kaum erforscht. Die häufigsten Plastikmaterialien, die im Meer an der Wasseroberfläche treiben, sind Polyethylen und Polypropylen. Praktisch alle Plastikmaterialien sind mit Zusatzstoffen versetzt, die vorwiegend als Weichmacher fungieren.

An der Meeresoberfläche treibendes Plastik ist dem ultravioletten Licht der Sonne ausgesetzt und wird von Bakterien und Algen besiedelt – dadurch bildet sich ein sogenannter Biofilm auf dem Kunststoff. Die Forscher widmeten sich der Frage, welchen Einfluss die Sonneneinstrahlung auf das Plastik sowie die darin enthaltenen Inhaltsstoffe hat und wie die Freisetzung des mikrobiellen Biofilms auf die Aktivität der Mikroben im Meer wirkt.

23.600 Tonnen an gelösten organischen Verbindungen

In ihrer Studie untersuchte das Team um Gerhard J. Herndl von der Universität Wien die Menge an organischem Material, das im Meer aus Plastik herausgelöst wird und wie dieses die Aktivität der Bakterien beeinflusst. Die Messungen ergaben, dass die etwa 10 Millionen Tonnen Plastik, die jährlich im Meer landen, rund 23.600 Tonnen an gelösten organischen Verbindungen ins Wasser abgeben.

In den Experimenten nahmen die Bakterien innerhalb von fünf Tagen etwa 60 Prozent der gelösten organischen Verbindungen aus dem Plastik auf, wodurch die Aktivität der Mikroben stimuliert wurde. Im Gegenzug dazu zeigte sich, dass diese Aktivität durch Sonneneinstrahlung wieder reduziert wird. "Die UV-Strahlung führt offenbar zu strukturellen Veränderungen der sich aus dem Plastik lösenden organischen Verbindungen, sodass Bakterien diese weniger effizient aufnehmen können", erklärt Gerhard J. Herndl.

Veränderungen im Kohlenstoffkreislauf

Aktuelle Prognosen weisen darauf hin, dass sich die Verschmutzung durch Plastik in den Meeren in den kommenden zehn Jahren verzehnfachen wird. Damit geht auch eine drastische Zunahme von organischem Material einher, das sich aus dem Plastik löst und damit die Aktivität der Bakterien anregt. "Das führt dazu, dass sich der natürliche Kohlenstoffkreislauf im Meer verändert, nicht nur jener an der Basis des marinen Nahrungsnetzes", so Herndl abschließend. (red, 17.4.2018)