Start-up macht Mikroplastik mit Datenanalyse sichtbar

„Wir haben eine Wissenslücke, was Mikroplastik betrifft“, sagt Aurelia Liechtenstein im Gespräch mit futurezone.at. Die Betriebswissenschaftlerin ist Teil von Purency, einem österreichischen Start-up, welches sich zur Aufgabe gemacht hat, Tools bereitzustellen, mit denen man Mikroplastik näher erforschen kann.

„Wir können Mikroplastik nicht sehen, riechen oder schmecken. Das ist ein Problem, weil wir können keine Aussagen darüber treffen, ob es schädlich ist und was wir dagegen tun könnten“, so Liechtenstein. Die Auswirkungen der winzig kleinen Partikel auf den Menschen sind noch weitgehend unerforscht.

Das liegt daran, dass es noch keinen skalierbaren, standardisierten Messprozess gibt, wie viel Mikroplastik wo drin ist, sei es im Kaffee, im Klärschlamm oder in einer Plastikflasche voller Wasser. „Dieser Messprozess ist besonders komplex“, schildert Liechtenstein. Gemeinsam mit Michael Stibi, Valerie Hengl und Benedikt Hufnagl hat Liechtenstein im Sommer 2020 Purency gegründet, um diesen schwierigen Messprozess zu vereinfachen. Das Start-up wird in der Pre-Seed-Phase vom aws gefördert.

Algorithmen zur Analyse

Purency hat eine Software entwickelt, bei der Machine-Learning-Algorithmen die Zusammensetzung des Mikroplastiks in einer Probe analysieren. „Bisher war die Datenauswertung nicht zufriedenstellend“, sagt Benedikt Hufnagl, der an der TU Wien Technische Chemie und Verfahrenstechnik studiert hatte und Mitgründer des Start-ups ist. Das sei daran gelegen, dass man für die Auswertung mit herkömmlichen Methoden oft tagelang an einer Probe gesessen sei, wie Liechtenstein beschreibt.

„Man musste jede einzelne Probe mit einer Datenbank abgleichen, das kostete Zeit. Bei unserer Machine-Learning-Methode können wir wesentlich schneller eine Datenanalyse anhand von repräsentativer Daten durchführen“, beschreibt die Betriebswirtin. „Unser Ziel ist es, die Analyse von Mikroplastik zu verbessern und auf das Niveau von Routineanalytik zu heben.“

Bei der Analyse kommt die FTIR-Spektrometrie (Fourier-Transform-Infrarot-Spektrometrie) zum Einsatz. Dabei werden Mikroplastik-Proben mit elektromagnetischer Strahlung im Infrarotbereich beleuchtet. Diese Wellen überlagern sich auf komplexe Art miteinander. Die daraus resultierenden Wellen werden gemessen und ergeben einen charakteristischen „Fingerabdruck“.

Viele Polymer-Arten abgedeckt

In weiterer Folge analysieren Machine-Learning-Algorithmen die Anzahl, Art und Größe der Partikel. „Das Spektrometer rastert die gesamte Probe ab und für jedes einzelne Pixel wird ein Wellenlängenspektrum aufgenommen“, sagt Hufnagl. „So ergeben sich Bilder mit einer Million Spektren und 5-GB-Größe.“

Insgesamt können mit dieser Methode 20 Polymer-Arten unterschieden werden und es werden Partikel mit einer Größe von 10 Mikrometern erkannt. Inkludiert sind dabei die 10 häufigsten Polymer-Arten, die mehr als 99 Prozent des gesamten Mikroplastiks abdecken, das in der Umwelt zu finden ist. „Wenn man das nicht analysiert, hat man keine Chance, etwas dagegen zu unternehmen“, sagt Liechtenstein. „Erst wenn man weiß, wovon man überhaupt spricht, kann man Initiativen für eine Reduktion starten.“

Living Standards Award

Purency hat Anfang des Jahres den Living Standards Award von Austrian Standards gewonnen, denn die Methode des Start-ups bringt noch weitere Vorteile mit sich: Je mehr Mikroplastik-Proben auf die gleiche Art und Weise untersucht werden, desto eher kann man Vergleiche unter den Proben ziehen.

Hufnagl von Purency ist österreichischer Deligierter für das ISO-Kommittee im Bereich Mikroplastik und arbeitet aktiv daran mit, einen nachhaltigen Standard zu entwickeln. Die Datenanalyse spielt hierbei eine große Rolle, damit mit der Methode verlässliche Ergebnisse produziert werden. „Normalerweise dauert die Entwicklung eines derartigen Standards Jahre, und wir arbeiten aktiv daran mit“, so Liechtenstein.

Mikroplastik ist bisher bereits in der Luft, im Wasser und in Böden nachgewiesen worden. Oft wird es von Tieren unfreiwillig geschluckt und gelangt so in den Organismus der Nahrungskette. Bisher unbekannt ist, wie sich das Mikroplastik gesundheitlich auf den menschlichen Organismus auswirkt.

Purency stellt die entwickelte Datenanalyse-Software Laboren zur Verfügung, die Mikroplastik analysieren. „Wir unterstützen sie, damit diese schneller an Ergebnisse kommen“, sagt Liechtenstein. Die Software sei bereits ausgereift, wenn sie zum Kunden komme und ausführlich getestet. „Je mehr Labore unsere Datenanalyse mit dem Mikroplastik Finder einsetzen, desto eher wird dadurch gewährleistet, dass es am Ende vergleichbare Daten gibt“, sagt die Purency-Co-Gründerin.

Dieser Artikel entstand im Rahmen einer redaktionellen Kooperation zwischen futurezone und aws.