Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Forskere måler en rekordhøj koncentration af mikroplast i arktisk havis

En AWI-forsker er ved at forberede en arktisk haviskerne til en mikroplastikanalyse i et laboratorium på AWI Helgoland. Kredit:Alfred-Wegener-Institut/Tristan Vankann

Eksperter ved Alfred Wegener Instituttet, Helmholtz Center for Polar- og Havforskning (AWI) har for nylig fundet større mængder mikroplast i arktisk havis end nogensinde før. Imidlertid, størstedelen af ​​partiklerne var mikroskopisk små. Isprøver fra fem regioner i hele det arktiske hav indeholdt op til 12, 000 mikroplastikpartikler pr. liter havis. Yderligere, plastiktyperne viste et unikt fodaftryk i isen, tillader forskerne at spore dem tilbage til mulige kilder. Dette involverer den massive affaldsplads i Stillehavet; den høje procentdel af maling og nylonpartikler pegede på intensiverede skibsfarts- og fiskeriaktiviteter i nogle dele af det arktiske hav. Den nye undersøgelse er netop blevet offentliggjort i tidsskriftet Naturkommunikation .

"Under vores arbejde, vi indså, at mere end halvdelen af ​​mikroplastikpartiklerne fanget i isen var mindre end en tyvendedel millimeter brede, hvilket betyder, at de let kan indtages af arktiske mikroorganismer som ciliater, men også af copepoder, "siger AWI -biolog og første forfatter Dr. Ilka Peeken. Observationen er meget bekymrende, fordi, som hun forklarer, "Ingen kan med sikkerhed sige, hvor skadelige disse små plastikpartikler er for livet i havet, eller i sidste ende også for mennesker."

AWI-forskerholdet havde samlet isprøverne i løbet af tre ekspeditioner til det arktiske hav om bord på forskningsisbryderen Polarstern i foråret 2014 og sommeren 2015. De kommer fra fem regioner langs Transpolar Drift og Fram-strædet. som transporterer havis fra det centrale Arktis til Nordatlanten.

Infrarødt spektrometer afslører kraftig forurening med mikropartikler

Mikroplast refererer til plastikpartikler, fibre, pellets og andre fragmenter med en længde, bredde eller diameter, der spænder fra kun et par mikrometer - tusindedele af en millimeter - til under fem millimeter. En betydelig mængde mikroplast frigives direkte i havet ved gradvis nedbrydning af større stykker plast. Men mikroplast kan også skabes på land - f.eks. ved vask af syntetiske tekstiler eller slid af bildæk. Plasten flyder i starten gennem luften som støv, og bliver derefter blæst til havet af vinden, eller finder vej dertil gennem kloaknet.

For at bestemme den nøjagtige mængde og fordeling af mikroplast i havisen, AWI-forskerne var de første til at analysere iskernerne lag for lag ved hjælp af et Fourier transform infrarødt spektrometer (FTIR), en enhed, der bombarderer mikropartikler med infrarødt lys og bruger en speciel matematisk metode til at analysere den stråling, de reflekterer tilbage. Afhængig af deres makeup, partiklerne absorberer og reflekterer forskellige bølgelængder, gør det muligt at identificere hvert stof ved dets optiske fingeraftryk.

"Ved at bruge denne tilgang, vi opdagede også plastikpartikler, der kun var 11 mikrometer på tværs. Det er cirka en sjettedel af diameteren af ​​et menneskehår, og forklarer også, hvorfor vi fandt koncentrationer på over 12, 000 partikler pr. Liter havis - hvilket er to til tre gange højere end det, vi havde fundet i tidligere målinger, siger Gunnar Gerdts, i hvis laboratorium målingerne blev udført. Overraskende nok, fandt forskerne ud af, at 67 procent af de partikler, der blev opdaget i isen, tilhørte den mindste skalakategori på 50 mikrometer og mindre.

Tysklands forsknings -isbryder POLARSTERN over Lomonossov -højderyggen i det centrale Arktiske Ocean. Kredit:Alfred-Wegener-Institut/Ruediger Stein

Isdrift og det kemiske fingeraftryk giver fingerpeg om forurenende stoffers oprindelsesområder

Partikeldensiteten og sammensætningen varierede betydeligt fra prøve til prøve. Forskerne fastslog, at plastpartiklerne ikke var ensartet fordelt i iskernen. "Vi sporede rejsen med de isflager, vi tog prøver på, og kan nu roligt sige, at både det område, hvor havisen oprindeligt dannes, og de vandmasser, hvor fluerne driver gennem Arktis, mens de vokser, har en enorm indflydelse på sammensætningen og lagdelingen af ​​de indkapslede plastpartikler, " fortæller Ilka Peeken.

Forskerne lærte også, at isflager, som drives i Stillehavets vandmasser i det canadiske bassin, indeholder særligt høje koncentrationer af polyethylenpartikler. Polyethylen bruges i emballagemateriale. Som eksperterne skriver i deres undersøgelse, "Derfor, vi antager, at disse fragmenter repræsenterer rester af den såkaldte Great Pacific Garbage Patch, og bliver skubbet langs Beringstrædet og ind i det arktiske hav af Stillehavets indstrømning."

I modsætning, forskerne fandt overvejende partikler fra skibsmaling og nylonaffald fra fiskenet i is fra Sibiriens lavvandede randhav. "Disse fund tyder på, at både den ekspanderende skibsfart og fiskeri i Arktis sætter sine spor. De høje mikroplastkoncentrationer i havisen kan således ikke kun tilskrives kilder uden for Ishavet. I stedet kan de peger også på lokal forurening i Arktis, " siger Ilka Peeken.

Forskerne fandt i alt 17 forskellige plasttyper i havisen, inklusive emballagematerialer som polyethylen og polypropylen, men også maling, nylon, polyester, og celluloseacetat, sidstnævnte anvendes primært til fremstilling af cigaretfiltre. Taget sammen, disse seks materialer tegnede sig for omkring halvdelen af ​​alle de påviste mikroplastpartikler.

Ifølge Ilka Peeken, "Havisen binder alt dette plastikaffald i to til maksimalt 11 år - den tid det tager for isflager fra Sibiriens randhave eller det nordamerikanske Arktis at nå Fram-strædet, hvor de smelter." Men omvendt, det betyder også, at havisen transporterer store mængder mikroplast til farvandet ud for Grønlands nordøstkyst.

Forskerne kan endnu ikke sige, om de frigivne plastikpartikler efterfølgende forbliver i Arktis eller transporteres længere sydpå; faktisk, det virker sandsynligt, at plastikaffaldet begynder at synke ned på dybere vand relativt hurtigt. "Fritsvævende mikroplastpartikler koloniseres ofte af bakterier og alger, hvilket gør dem tungere og tungere. Nogle gange klumper de sig sammen med alger, hvilket får dem til at drive ned til havbunden meget hurtigere, "forklarer AWI-biolog og medforfatter Dr. Melanie Bergmann.

Observationerne foretaget af forskere ved AWI's dybhavsnetværk HAUSGARTEN i Framstrædet giver yderligere vægt til denne afhandling. Som Melanie Bergmann fortæller, "Vi har for nylig registreret mikroplastikkoncentrationer på op til 6500 plastikpartikler pr. kg havbund; det er ekstremt høje værdier."


Varme artikler