Marine micro- and nanoplastics: Emission, atmospheric fate and health impacts

Die Plastikverschmutzung nimmt jedes Jahr zu und wird inzwischen als globales Umwelt- und Gesundheitsproblem anerkannt. Dennoch bleibt ein zentraler Teil des Lebenszyklus von Plastik ungeklärt: wie es vom Ozean in die Atmosphäre gelangen und schließlich den Menschen erreichen kann. AERIAL untersucht, wie Mikro- und Nanoplastik durch Meeresgischt aus dem Ozean in die Luft gelangt, über große Distanzen transportiert wird und schließlich vom Menschen eingeatmet werden kann, mit potenziellen Folgen für die Gesundheit. Über Jahrzehnte galt der Ozean vor allem als Senke für Plastikverschmutzung. Doch die Meeresoberfläche ist hochdynamisch. Brechende Wellen mischen Luft ins Wasser und schleudern winzige Tröpfchen in die Atmosphäre. Diese Tröpfchen können mikroskopisch kleine Partikel transportieren - auch Plastik. AERIAL stellt die traditionelle Sicht des Ozeans als passives Reservoir in Frage und untersucht seine Rolle als aktive Quelle, die Plastikpartikel wieder in die Luft freisetzen kann. Damit verändert das Projekt grundlegend unser Verständnis des globalen Plastikkreislaufs. Das Projekt verbindet Emissionsexperimente, Atmosphärenmodellierung und Gesundheitsforschung in einem einheitlichen Ansatz. Im Labor reproduzieren wir Meeres-Turbulenz, wie sie bei intensiv brechenden Wellen auftritt, um zu messen, wie Plastikpartikel in die Atmosphäre gelangen und ihre Eigenschaften zu charakterisieren. Die Emissionsdaten werden in moderne Atmosphären-Transportmodelle integriert, um zu bestimmen, wie sich luftgetragene Plastikpartikel weltweit ausbreiten und womögliche Belastungsschwerpunkte entstehen. Parallel dazu untersuchen wir, bei welchen Konzentrationen eingeatmete Plastikpartikel gesundheitsschädlich sein können und ob sie als Träger für andere Schadstoffe wirken. AERIAL vereint fünf führende Expert:innen aus Hydrodynamik, Turbulenzphysik, Aerosolforschung, atmosphärischer Modellierung und respiratorischer Toxikologie an Wiener Universitäten. Diese interdisziplinäre Zusammenarbeit ermöglicht eine enge Verknüpfung von Experimenten, Modellierung und Gesundheitsstudien. Dadurch sind die Ergebnisse über alle Phasen der Forschung hinweg direkt miteinander verbunden und Erkenntnisse aus einem Bereich können unmittelbar in die anderen einfließen. Als risikoreiches, aber potenziell wegweisendes Forschungsprojekt erschließt AERIAL neues wissenschaftliches Terrain. Durch die Kombination neuer experimenteller Methoden, globaler Simulationen und toxikologischer Untersuchungen wird erstmals ein umfassendes Verständnis dafür geschaffen, wie Plastik aus dem Ozean in die Atmosphäre gelangen und die menschliche Gesundheit beeinflussen kann. Das Projekt legt damit den Grundstein für ein neues Forschungsfeld zur Emission, zum atmosphärischen Verbleib und zu den gesundheitlichen Auswirkungen von Mikro- und Nanoplastik und schafft langfristig die Grundlage für zukünftige Luftqualitätsvorhersagen, die für Gesellschaft und Politik von großer Bedeutung sind.