BMBF-Verbundsprojekt OPTIMUS Mit Laserlicht dem Plastikmüll auf der Spur

Ramanspektren von und auf Mikroplastik.
Ramanspektren von und auf Mikroplastik.

Mikroplastik macht sich in den Gewässern und somit auch in unseren Nahrungsmitteln breit. Um die Wasserströme besser und ständig kontrollieren zu können, entwickelt das Verbunds-Projekt »Optimus« - gefördert vom BMBF – ein Analysegerät das auf Basis optischer Methoden arbeitet.

Laut Gesetz dürfen Kosmetika Plastikpartikel enthalten, denn sie gelten als ungefährlich. Im Wasser – egal ob Trinkwasser oder in den Ozeanen - sind die Partikel dagegen wie Sammler für Schadstoffe, sowohl für gefährliche und toxische organische Schadstoffe wie PCB, Dioxine und Insektizide als auch für Schwermetalle, z.B. Arsen und Blei. Weltweit sind die Plastikpartikel in der Umwelt allgegenwärtig und machen weder Halt vor Meerwasser noch vor Flüssen und Seen. Auch nicht vor unserem Trinkwasser. Auf diese Weise geraten die Partikel sogar in trinkwasserbasierte Produkte, wie Bier und Limonaden.

Mikroplastik ist dabei ein Oberbegriff und umfasst Partikel in unterschiedlichsten Formen, Größen und Materialien. Dadurch ist Mikroplastik im Gegensatz zu natürlich auftretenden Ablagerungen schwieriger nachzuweisen und zu reinigen. Die derzeitigen Verfahren zum Nachweis und zur Identifikation von Mikroplastik erlauben bisher nur Stichproben und sind zur ständigen Kontrolle des Wassers auf Mikroplastik ungeeignet. Ökotoxische Spurenstoffe haften dem Mikroplastik nur in geringer Konzentration an und können somit nur durch aufwändige chemische Laboruntersuchungen nachgewiesen werden.

Das Institut für Quantenoptik der Leibniz Universität Hannover deckt die Forschung an der für den Demonstrator notwendigen Laserquelle, einem nichtkollinear optisch-parametrischen Oszillator (NOPO), ab. Dieses Teilprojekt legt die experimentellen Grundlagen für den Nachweis von Mikroplastik mittels stimulierter Ramanspektroskopie, einer analytunabhängigen, hochsensitiven aber für die Anwendung noch nicht etablierten Methode. Zusätzlich untersucht das Hannoversche Zentrum für Optische Technologien der Universität die Grundlagen für den Nachweis der Mikroplastiken mittels konfokaler und resonanter Ramanspektroskopie basierend auf einem optofluidischen System und erstellt eine Datenbank für die Online-Identifizierung der Mikroplastiken in der Anwendung.

Das OPTIMUS-Projekt wurde am 1. März 2016 in den Räumen des Uni-Hauptgebäudes im Senatssaal des Welfenschloss gemeinsam mit allen beteiligten Partnern und dem Projektträger gestartet. Der Förderungszeitraum beträgt drei Jahre und wird mit insgesamt 1,26 Millionen Euro im Rahmen der Bekanntmachung »Vor-Ort-Analytik mit photonischen Verfahren für den Einsatz in den Lebenswissenschaften« im Programm »Photonik Forschung Deutschland« vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.