TY - JOUR A1 - Kittner, Maria A1 - Kerndorff, A. A1 - Ricking, M. A1 - Bednarz, M. A1 - Obermaier, N. A1 - Lukas, M. A1 - Asenova, M. A1 - Bordós, G. A1 - Eisentraut, Paul A1 - Hohenblum, P. A1 - Hudcova, H. A1 - Humer, F. A1 - István, T. G. A1 - Kirchner, M. A1 - Marushevska, O. A1 - Nemejcová, D. A1 - Oswald, P. A1 - Paunovic, M. A1 - Sengl, M. A1 - Slobodnik, J. A1 - Spanowsky, K. A1 - Tudorache, M. A1 - Wagensonner, H. A1 - Liska, I. A1 - Braun, U. A1 - Bannick, C. G. T1 - Microplastics in the Danube River Basin: A First Comprehensive Screening with a Harmonized Analytical Approach N2 - In this study, carried out within the Joint Danube Survey 4, a comprehensive microplastic screening in the water column within a large European river basin from its source to estuary, including major tributaries, was realized. The objective was to develop principles of a systematic and practicable microplastic monitoring strategy using sedimentation boxes for collection of suspended particulate matter followed by its subsequent analysis using thermal extraction desorption-gas chromatography/mass spectrometry. In total, 18 sampling sites in the Danube River Basin were investigated. The obtained suspended particulate matter samples were subdivided into the fractions of >100 μm and <100 μm and subsequently analyzed for microplastic mass contents. The results showed that microplastics were detected in all samples, with polyethylene being the predominant polymer with maximum contents of 22.24 μg/mg, 3.23 μg/mg for polystyrene, 1.03 μg/mg for styrene-butadiene-rubber, and 0.45 μg/mg for polypropylene. Further, polymers such as different sorts of polyester, polyacrylates, polylactide, and natural rubber were not detected or below the detection limit. Additional investigations on possible interference of polyethylene signals by algae-derived fatty acids were assessed. In the context of targeted monitoring, repeated measurements provide more certainty in the interpretation of the results for the individual sites. Nevertheless, it can be stated that the chosen approach using an integrative sampling and determination of total plastic content proved to be successful. KW - Thermal extraction desorption-gas chromatography/mass spectrometry (TED-GC/MS), monitoring KW - Microplastics KW - River KW - Suspended particulate matter (SPM) KW - Sedimentation box (SB) PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-551444 DO - https://doi.org/10.1021/acsestwater.1c00439 VL - 2 IS - 7 SP - 1174 EP - 1181 PB - ACS Publications AN - OPUS4-55144 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Goedecke, C. A1 - Eisentraut, Paul A1 - Altmann, Korinna A1 - Elert, Anna Maria A1 - Bannick, C. G. A1 - Ricking, M. A1 - Obermaier, N. A1 - Barthel, A.-K. A1 - Schmitt, T. A1 - Jekel, M. A1 - Braun, U. T1 - Development of a routine screening method for the microplastic mass content in a wastewater treatment plant effluent N2 - An investigation of microplastic (MP) occurrence in a municipal wastewater treatment plant (WWTP) effluent with tertiary treatment was carried out. Representative sample volumes of 1 m3 were taken by applying a fractionated filtration method (500, 100, and 50 µm mesh sizes). The detection of MP mass fractions by thermal extraction desorption–gas chromatography/mass spectrometry (TED-GC/MS) was achieved without the previously required additional sample pretreatment for the first time. Different types of quantification methods for the evaluation of TED-GC/MS data were tested, and their accuracy and feasibility have been proven for real samples. Polyethylene, polystyrene, and polypropylene were identified in effluent samples. The polymer mass content varied significantly between 5 and 50 mg m−3. A correlation between the MP load and the quantity of suspended matter in the WWTP effluents, particle size distribution, particle type, and operation day (i.e., weekday, season, and capacity) was not found. It can be concluded that a meaningful assessment of WWTPs requires a comprehensive sampling campaign with varying operation conditions. KW - Microplastic KW - Waste water treatment KW - Thermoanalytics PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-550862 DO - https://doi.org/10.3389/fenvc.2022.844633 SN - 2673-4486 VL - 3 SP - 1 EP - 10 PB - Frontiers Media CY - Lausanne AN - OPUS4-55086 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Braun, Ulrike A1 - Bannick, C.G. A1 - Szewzyk, R. A1 - Ricking, M. A1 - Schniegler, S. A1 - Obermaier, N. A1 - Barthel, A. K. A1 - Altmann, Korinna A1 - Eisentraut, Paul T1 - Development and testing of a fractionated filtration for sampling of microplastics in water N2 - A harmonization of sampling, sample preparation and detection is pivotal in order to obtain comparable data on microplastics (MP) in the environment. This paper develops and proposes a suitable sampling concept for waterbodies that considers different plastic specific properties and influencing factors in the environment. Both artificial water including defined MP fractions and the discharge of a wastewater treatment plant were used to verify the derived sampling procedure, sample preparation and the subsequent analysis of MP using thermal extraction-desorption gas chromatography - mass spectrometry (TED-GC-MS). A major finding of this paper is that an application of various particle size classes greatly improves the practical handling of the sampling equipment. Size classes also enable the TED-GC-MS to provide any data on the MP size distribution, a substantial sampling property affecting both the necessary sampling volume and the optimal sampling depth. In the artificial water with defined MP fractions, the recovery rates ranged from 80 to 110%, depending on the different MP types and MP size classes. In the treated wastewater, we found both Polyethylene and polystyrene in different size classes and quantities. KW - Microplastics KW - Sampling KW - Sampling techniques KW - Water PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.10.045 SN - 0043-1354 VL - 149 SP - 650 EP - 658 PB - Elsevier AN - OPUS4-47200 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Altmann, Korinna A1 - Abusafia, A A1 - Bannick, C-G A1 - Braun, U A1 - Crasselt, Claudia A1 - Dittmar, S A1 - Fuchs, M A1 - Gehde, M A1 - Hagendorf, C A1 - Heller, C A1 - Herper, D A1 - Heymann, S A1 - Kerndorff, A A1 - Knefel, M A1 - Jekel, M A1 - Lelonek, M A1 - Lunkenbein, T A1 - Obermaier, N A1 - Manhart, M A1 - Meurer, Maren A1 - Miclea, P-T A1 - Paul, A A1 - Richter, S A1 - Ricking, M A1 - Rohner, C A1 - Ruhl, A A1 - Sakai, Y A1 - Saravia Arzabe, C A1 - Scheid, C A1 - Schmitt, M A1 - Schnarr, M A1 - Schwertfirm, F A1 - Steinmetz, H A1 - Wander, Lukas A1 - Wiesner, Yosri A1 - Zechmeister, L T1 - RUSEKU - Repräsentative Untersuchungsstrategien für ein integratives Systemverständnis von spezifischen Einträgen von Kunststoffen in die Umwelt : Abschlussbericht N2 - Im Verbundprojekt RUSEKU wurde die Probenahme von Wasserproben entscheidend weiterentwickelt. Wichtig ist hierbei zu gewährleisten, dass genügend Merkmalsträger in jeder Probe untersucht werden. Es muss daher eine für den Probenahmeort repräsentative Beprobung hinsichtlich des Wasservolumens in Abhängigkeit der Partikelanzahl gewährleistet sein. Das Hauptaugenmerk lag im vorliegenden Projekt auf einer praxisnahen Beprobungsstrategie. Es wurden verschiedene Konzepte ausprobiert. • Grundsätzlich hat sich gezeigt, dass eine Stichprobe eine Momentaufnahme des MP-Massengehaltes zeigt. Es wird eine hohe Statistik, also eine Vielzahl an Messungen am gleichen Probenahmeort, benötigt, um eine valide Aussage über den MP-Gehalt zu machen. • Es zeigt sich, dass eine integrale Probenahme über mehrere Wochen mit dem SK routinemäßig möglich ist. Die erfassten MP-Massen sind reproduzierbar und robust. • Die DFZ ist für Stichproben geeignet. Partikel < 50 µm werden eventuell unterschätzt • Die fraktionierte Filtration kann für Stich- und Mischproben direkt im Feld genutzt werden. Fraktionen von 10 und 5 µm werden später im Labor Vakuum filtriert. Es erfolgt eine Fraktionierung der Probe mit Siebmaschenweiten von 1000, 500, 100, 50, 10 und 5 µm. • Die fraktionierte Filtration kann auch anschließend an die Beprobung mit dem SK zur Anwendung kommen. Wird die mit dem SK gewonnene Wasserprobe fraktioniert filtriert, kann neben einem MP-Gesamtgehalt auch eine Einschätzung über die Partikelgrößen gewonnen werden. • Für Wässer mit geringen Partikelzahlen wurde ein Messfiltertiegel entwickelt. Dieser hat eine Maschenweite von 6 µm. Seine Anwendung kann mögliche Verluste beim Transferieren vom Probenahmetool zum Messgefäß und mögliche Kontaminationen reduzieren. Die Optimierung der Probenahmestrategie wurde durch Modellversuche und Simulationen unterstützt. Modellversuche zum Sinkverhalten und Simulationen von MP in realen Gewässern verdeutlichten das komplexe Verhalten der Partikel. Es konnte gezeigt werden, dass Partikel ab einer bestimmten Größe (und kleiner) bei genügend starker Turbulenz sich in der Wassersäule unabhängig von ihrer Dichte verhalten und so auch MP mit kleiner Dichte (z.B. PE) in der gesamten Wassersäule zu finden sind. Es konnte mit dem TEM die Existenz von NP gezeigt werden. Ein wesentlicher Aspekt des RUSEKU Projektes war die Beprobung realer Kompartimente. Beprobt wurde neben Oberflächengewässern, das urbane Abwassersystem der Stadt Kaiserslautern, Waschmaschinenabwasser und Flaschenwasser. • In Oberflächengewässern wurde hauptsächlich PE gefunden. Je nach Probe und Gewässer konnten auch PP, PS, PET, PA, SBR und Acrylate nachgewiesen werden. • Im urbanen Abwassersystem der Stadt Kaiserslautern konnte an allen Probenahmestandorten MP nachgewiesen werden. Es wurde hauptsächlich PE, neben geringeren Mengen an PP, PS und SBR gefunden. Nach einem Regenereignis war der SBR Anteil deutlich erhöht. • Die Beprobung eines realen Wäschepostens, bestehend aus T-Shirts und Hemden mit PA/CO oder PES/CO Mischgewebe, zeigte einen PA- und PES-Austrag im Waschwasser. Der überwiegende Teil der detektierten Fasern ist aber auf Baumwolle zurückzuführen. Reine gravimetrische Messungen zur Detektion von MP führen zu einer starken Überschätzung. • In Flaschenwasser (PET-Flaschen) konnte MP detektiert werden. PET wurde nur im stillen Mineralwasser, nicht in Mineralwasser mit Kohlensäure gefunden werden. Teilweise wurde auch das MP-Material des Verschlusses im Wasser detektiert. • Für Luftproben konnte ein Aufbau zur größenselektiven Beprobung getestet werden. Neben der Probenahme hat das Projekt auch gezeigt, dass die TED-GC/MS geeignet für die MP-Detektion im Routinebetrieb ist. Die TED-GC/MS konnte weiter optimiert werden. Es wurden MP-Massen bestimmt. Im Projekt wurden erste realitätsnahe Referenzmaterialien für die MP Detektion hergestellt. Die Herstellung von realitätsnahen Polymeren in ausreichender Homogenität und Menge hat sich als große Herausforderung herausgestellt. KW - Mikroplastik KW - Probennahme KW - TED-GC/MS KW - Fraktionierte Filtration KW - Mikroplastikreferenzmaterial PY - 2022 SP - 1 EP - 201 AN - OPUS4-57800 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -