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Detection and specific chemical identification of submillimeter plastic fragments in complex matrices such as compost

Titelangaben

Steiner, Thomas ; Leitner, Lisa-Cathrin ; Zhang, Yuanhu ; Möller, Julia N. ; Löder, Martin G. J. ; Greiner, Andreas ; Laforsch, Christian ; Freitag, Ruth:
Detection and specific chemical identification of submillimeter plastic fragments in complex matrices such as compost.
In: Scientific Reports. Bd. 14 (2024) . - 2282.
ISSN 2045-2322
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-51185-6

Angaben zu Projekten

Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
Projekt-ID
SFB 1357 Mikroplastik
391977956

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft

Abstract

Research on the plastic contamination of organic fertilizer (compost) has largely concentrated on particles and fragments > 1 mm. Small, submillimeter microplastic particles may be more hazardous to the environment. However, research on their presence in composts has been impeded by the difficulty to univocally identify small plastic particles in such complex matrices. Here a method is proposed for the analysis of particles between 0.01 and 1.0 mm according to number, size, and polymer type in compost. As a first demonstration of its potential, the method is used to determine large and small microplastic in composts from eight municipal compost producing plants: three simple biowaste composters, four plants processing greenery and cuttings and one two-stage biowaste digester-composter. While polyethylene, PE, tends to dominate among fragments > 1 mm, the microplastic fraction contained more polypropylene, PP. Whereas the contamination with PE/PP microplastic was similar over the investigated composts, only composts prepared from biowaste contained microplastic with a signature of biodegradable plastic, namely poly(butylene adipate co-terephthalate), PBAT. Moreover, in these composts PBAT microplastic tended to form the largest fraction. When the bulk of residual PBAT in the composts was analyzed by chloroform extraction, an inverse correlation between the number of particles > 0.01 mm and the total extracted amount was seen, arguing for breakdown into smaller particles, but not necessarily a mass reduction. PBAT oligomers and monomers as possible substrates for subsequent biodegradation were not found. Remaining microplastic will enter the environment with the composts, where its subsequent degradability depends on the local conditions and is to date largely uninvestigated.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
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Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Biologie > Lehrstuhl Tierökologie I > Lehrstuhl Tierökologie I - Univ.-Prof. Dr. Christian Laforsch
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Makromolekulare Chemie II
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Lehrstuhl Makromolekulare Chemie II > Lehrstuhl Makromolekulare Chemie II - Univ.-Prof. Dr. Andreas Greiner
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Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Bioprozesstechnik
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Bioprozesstechnik > Lehrstuhl Bioprozesstechnik - Univ.-Prof. Dr. Ruth Freitag
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen > Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung - BayCEER
Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen > SFB 1357 - MIKROPLASTIK
Fakultäten
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Zentrale wissenschaftliche Einrichtungen
Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 550 Geowissenschaften, Geologie
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften; Biologie
Eingestellt am: 06 Feb 2024 09:22
Letzte Änderung: 06 Feb 2024 09:22
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/88464