Plastik blæser i vinden

Efterhånden som plastikken i vores oceaner brydes op i mindre og mindre stykker uden at nedbrydes kemisk, den resulterende mikroplast er ved at blive et alvorligt økologisk problem. En ny undersøgelse ved Weizmann Institute of Science afslører et bekymrende aspekt af mikroplastik - defineret som partikler mindre end 5 mm på tværs. De bliver fejet op i atmosfæren og ført med vinden til fjerntliggende dele af havet, inklusive dem, der synes at være klare. Analyse afslører, at sådanne små fragmenter kan forblive luftbårne i timer eller dage, spredning af potentialet for at skade havmiljøet og, ved at klatre op i fødekæden, at påvirke menneskers sundhed.

"En håndfuld undersøgelser har fundet mikroplast i atmosfæren lige over vandet nær kystlinjer, " siger Dr. Miri Trainic, i grupperne af prof. Ilan Koren fra Instituttets Jord- og Planetvidenskabelige afdeling i samarbejde med professor Yinon Rudich fra samme afdeling, og prof. Assaf Vardi fra Instituttets Plante- og Miljøvidenskabelige Afdeling. "Men vi var overraskede over at finde en ikke-triviel mængde over tilsyneladende uberørt vand."

Koren og Vardi har i en årrække samarbejdet om undersøgelser designet til at forstå grænsefladen mellem hav og luft. Mens den måde, oceanerne absorberer materialer fra atmosfæren på, er blevet grundigt undersøgt, den modsatte retnings proces - aerosolisering, hvor flygtige stoffer, vira, algefragmenter og andre partikler fejes fra havvand ind i atmosfæren - var blevet meget mindre undersøgt.

Som en del af denne igangværende indsats, aerosolprøver blev indsamlet til undersøgelse i Weizmann-laboratoriet under 2016-kørsel af Tara-forskningsfartøjet, en skonnert, hvor adskillige internationale forskerhold går sammen for at studere virkningerne af klimaændringer, primært på marin biodiversitet. Weizmann-teamet fastgjorde indløbet til deres måleudstyr til toppen af ​​en af ​​Taras master (for at undgå aerosoler produceret af skonnerten, selv) og Dr. J. Michel Flores, af Korens gruppe, gik med i missionen for at passe indsamlingen, da skonnerten sejlede over Nordatlanten.

Det var langt fra let at identificere og kvantificere de mikroplastikbits, der var fanget i deres aerosolprøver, da partiklerne viste sig at være svære at udvælge under mikroskopet. For at forstå præcis, hvilken plastik der kom ind i atmosfæren, holdet udførte Raman-spektroskopimålinger med hjælp fra Dr., Iddo Pinkas fra Instituttets Chemical Research Support for at bestemme deres kemiske sammensætning og størrelse. Forskerne opdagede høje niveauer af almindelig plast - polystyren, polyethylen, polypropylen og mere - i deres prøver. Derefter, beregning af formen og massen af ​​mikroplastpartiklerne, sammen med de gennemsnitlige vindretninger og hastigheder over havene, holdet viste, at kilden til disse mikroplastik højst sandsynligt var plastikposer og andet plastikaffald, der var blevet kasseret nær kysten og nået ud i havet hundreder af kilometer væk.

Kontrol af havvandet under prøvestederne viste den samme type plastik som i aerosolen, give støtte til ideen om, at mikroplast kommer ind i atmosfæren gennem bobler på havoverfladen eller opfanges af vind, og transporteres på luftstrømme til fjerne dele af havet.

"Når først mikroplast er i atmosfæren, de tørrer ud, og de udsættes for UV-lys og atmosfæriske komponenter, som de interagerer med kemisk, " siger Trainic. "Det betyder, at de partikler, der falder tilbage i havet, sandsynligvis vil være endnu mere skadelige eller giftige end før for noget havliv, der indtager dem."

"Oven i købet, " tilføjer Vardi, "noget af disse plastik bliver stilladser til bakterievækst for alle slags marine bakterier, så luftbåren plast kan tilbyde en gratis tur til nogle arter, herunder patogene bakterier, der er skadelige for livet i havet og mennesker."

"Den reelle mængde af mikroplastik i havets aerosoler er næsten helt sikkert større end hvad vores målinger viste, fordi vores opsætning ikke var i stand til at detektere disse partikler under et par mikrometer i størrelse, " siger Trainic. "F.eks. ud over plastik, der nedbrydes i endnu mindre stykker, der er nanopartikler, der tilsættes kosmetik, og som let skylles ud i havet, eller dannes i havet gennem mikroplastisk fragmentering."

Størrelse, i tilfælde af plastpartikler, betyder noget, ikke kun fordi lettere kan forblive luftbårne i længere perioder. Når de lander på vandoverfladen, de er mere tilbøjelige til at blive spist af lige så småt havliv, hvilken, selvfølgelig, kan ikke fordøje dem. Dermed, hver enkelt af disse partikler har potentiale til at skade en marine organisme eller arbejde sig op i fødekæden og ind i vores kroppe.

"Sidst, men ikke mindst, som alle aerosoler, mikroplastik bliver en del af de store planetariske kredsløb – f.eks. kulstof og ilt - da de interagerer med andre dele af atmosfæren, " siger Koren. "Fordi de er både lette og langlivede, vi vil se mere mikroplastik transporteres i luften, efterhånden som den plastik, der allerede forurener vores have, går i stykker - også selvom vi ikke tilføjer yderligere plastik til vores vandveje." tilføjer han.