Influence of polyethylene microplastics on the sorption of organic contaminants in soils

In den letzten Jahrzehnten hat sich die weltweite Produktion und Nutzung von plastikhaltigen Artikeln zusehends erhoht. Aufgrund der langen Haltbarkeit und der geringen Ruckgewinnung, bleiben Plastikreste in der Umwelt zuruck. In der terrestrischen Umwelt, wurden vor allem millimeter- bis zentimetergrose Plastikfragmente untersucht. Aber auch kleinere Fragmente, das sogenannte Mikroplastik, ist in der Umwelt zu finden. Diese werden als synthetische organische Polymerpartikel, die kleiner als 5 mm sind, definiert. Daten von den Effekten von Mikroplastik auf die terrestrische Umwelt sind kaum zu finden. Im Boden kann Mikroplastik einen Einfluss auf den Transport von organischen Verbindungen haben, da sich diese bevorzugt an Mikroplastik anlagern. Auch Veranderungen der Sedimenteigenschaften sind moglich, da zum Beispiel die Bodenfunktion und Biodiversitat beeinflusst werden konnen. Ziel dieser Arbeit ist es den Einfluss von Polyethylene (PE) Mikroplastik auf die Sorption von Pestiziden in einem landwirtschaftlichen Boden zu untersuchen. PE ist eines der massengefertigten Polymere, das in der terrestrischen Umgebung fur landwirtschaftliche Mulche, Verbundwerkstoffe und Verpackungsmaterialien verwendet wird. Fur Saulensorptionsexperimente wurden drei organische Verbindungen gewahlt, um den Einfluss von PE auf die Sorption zu testen. Diese waren 2,4- DB, eine schwache Saure, Atrazin, eine schwache Base und Phenanthren, das als neutrales Sorbat fungierte. Experimente wurde unter unterschiedlichen hydrochemischen Bedingungen durchgefuhrt, dafur wurden der pH- Wert auf 3, 5 und 7 und die Ionenstarke auf 1 mM, 10 mM und 100 mM verandert. Sechs Saulen wurden mit Quarz, PE Mikroplastik einem sandigen Lehm und mit einer Mischung aus 5%, 10% und 15% von PE und sandigem Lehm gepackt. Die starkste Sorption von 2,4-DB und Atrazin wurde mit Boden als Sorbens bei einem pH von 3 erlangt. Die Sorption sank mit steigendem pH- Wert, wo 2,4-DB von einer neutralen zu einer anionischen Form dissoziiert. Atrazin sorbiert typischerweise am starksten bei einem niedrigem pH nahe dem pKs (=1,7). Durch die Beimengung von PE zu dem Boden, sank die Sorption mit steigendem PE- Anteil. Bei der reinen PE- Saule war kaum eine Sorption zu messen und auch die Sorption von Phenanthren war nicht quantifizierbar. Die Parameter die die Sorption am meisten beeinflussen sind pH, organischer Kohlenstoff und der Tonanteil. Der Einfluss der Ionenstarke ist eher klein.