Fallstudie B2: Einflüsse hochentwickelter Materialien auf Umweltorganismen
Fallstudie B2: Einflüsse hochentwickelter Materialien auf Umweltorganismen
Hochentwickelte Materialien aus einer Kombination von polymeren und anorganischen Bestandteilen (wie in den Beispielen der Nanopartikel-beladenen Hochleistungsfasern oder den Hybridclustern) können in die Umwelt gelangen und sich dort zersetzen. Die Auswirkungen der entstehenden Zerfallsprodukte auf Umwelt und Lebewesen wird in den bisherigen Herangehensweisen nicht berücksichtigt. Da die mehr und mehr hochentwickelter Materialien entwickelt werden, ist es wichtig die Entwicklung mit der Untersuchung von Umweltauswirkungen zu begleiten. Im Fallbeispiel B2 werden die Effekte der hochentwickelten Materialien mit denen „herkömmlicher“ Partikel wie Mikroplastik und natürlich vorkommender inorganische Partikel verglichen. Ziel ist es, die ökologishen Auswirkungen der hochentwickelten Materialien einschätzen zu können.
Auswirkungen hochentwickelter Materialien auf Land- und Wasserpflanzen am IPB
Unterschiedliche Auswirkungen der Zerfallsprodukte von hochentwickelten Werkstoffen sind denkbar. Sie können als Vektoren für Krankheitserreger dienen, Giftstoffe freisetzen, Gewebe mechanisch schädigen und/oder zu höherem Energiebedarf der Organismen führen. Am IPB wird die unmittelbare Reaktion von Bodenpflanzen auf die in den Fallbeispielen A1 und B1 entwickelten Materialien auf molekularer Ebene, mit Fokus auf sekundäre Pflanzenstoffe, untersucht.
Auswirkungen hochentwickelter Materialien auf marine kalkeinlagernde Organismen am ZMT
Für die Untersuchung der in den Fallbeispielen A1 und B1 entwickelten Materialien werden Korallen und Großforaminiferen sowie deren Symbionten (Algen) als Modellorganismen verwendet. Hierfür stehen die Aquarien des ZMT zur Verfügung. Es wird analysiert, wie die Partikel von den Organismen aufgenommen und wieder ausgeschieden werden, wie sie in die Organismen eindringen oder eingebaut werden und ob und welche Einflüsse sie auf den Stoffwechsel und das Skelettwachstum haben.
Links: Aquariumexperiment an unterschiedlichen Korallen. Rechts oben: Koralle Seriatopora hystrix im Mikroplastik-Expositionsexperiment: Die Koralle reagiert mit energieaufwendiger vermehrter Schleimbildung und kann Plastik im Skelett einbauen.1 Rechts unten: ForaminifereAmphistegina sp. im Nanoplastik-Expositionsexperiment: Nanoplastik wird gefressen und ist nun fluoreszierend in der Schale sichtbar (Masterarbeit Marlena Joppien). Quelle: ZMT