Experter vid Alfred Wegener Institute, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) har nyligen hittat högre mängder mikroplast i arktisk havsis än någonsin tidigare. Dock, majoriteten av partiklarna var mikroskopiskt små. Isprover från fem regioner i hela Ishavet innehöll upp till 12, 000 mikroplastpartiklar per liter havsis. Ytterligare, plasttyperna visade ett unikt fotavtryck i isen, så att forskarna kan spåra dem tillbaka till möjliga källor. Detta involverar den massiva sopor i Stilla havet; den höga andelen färg- och nylonpartiklar pekade på intensifierad sjöfart och fiske i vissa delar av Ishavet. Den nya studien har precis släppts i tidskriften Naturkommunikation .

"Under vårt arbete, vi insåg att mer än hälften av mikroplastpartiklarna som fångades i isen var mindre än en tjugondels millimeter breda, vilket innebär att de lätt kan intas av arktiska mikroorganismer som ciliater, men också av copepoder, " säger AWI-biolog och första författare Dr. Ilka Peeken. Observationen är mycket oroande eftersom, som hon förklarar, "Ingen kan med säkerhet säga hur skadliga dessa små plastpartiklar är för livet i havet, eller i slutändan också för människor."

AWIs forskarteam hade samlat isproverna under tre expeditioner till Ishavet ombord på forskningsisbrytaren Polarstern våren 2014 och sommaren 2015. De kommer från fem regioner längs Transpolar Drift och Framsundet, som transporterar havsis från centrala Arktis till Nordatlanten.

Infraröd spektrometer avslöjar kraftig kontaminering med mikropartiklar

Mikroplast avser plastpartiklar, fibrer, pellets och andra fragment med en längd, bredd eller diameter som sträcker sig från bara några mikrometer – tusendelar av en millimeter – till under fem millimeter. En betydande mängd mikroplast släpps ut direkt i havet genom att större plastbitar gradvis försämras. Men mikroplast kan också skapas på land, t.ex. genom att tvätta syntetiska textilier eller nötning av bildäck. Plasten flyter till en början genom luften som damm, och blåses sedan till havet av vinden, eller hittar dit genom avloppsnät.

För att bestämma den exakta mängden och fördelningen av mikroplast i havsisen, AWI -forskarna var de första som analyserade iskärnorna lager för lager med hjälp av en Fourier -transform infraröd spektrometer (FTIR), en enhet som bombarderar mikropartiklar med infrarött ljus och använder en speciell matematisk metod för att analysera strålningen de reflekterar tillbaka. Beroende på deras smink, partiklarna absorberar och reflekterar olika våglängder, gör att varje ämne kan identifieras med dess optiska fingeravtryck.

"Med detta tillvägagångssätt, vi upptäckte också plastpartiklar som bara var 11 mikrometer i diameter. Det är ungefär en sjättedel av diametern på ett människohår, och förklarar också varför vi hittade koncentrationer på över 12, 000 partiklar per liter havsis – vilket är två till tre gånger högre än vad vi hade funnit i tidigare mätningar, säger Gunnar Gerdts, i vars laboratorium mätningarna utfördes. Förvånande, forskarna fann att 67 procent av partiklarna som upptäckts i isen tillhörde den minsta skala kategorin på 50 mikrometer och mindre.

Isdrift och det kemiska fingeravtrycket ger ledtrådar till föroreningarnas ursprungsområden

Partikeldensiteten och sammansättningen varierade signifikant från prov till prov. Forskarna konstaterade att plastpartiklarna inte var enhetligt fördelade genom iskärnan. "Vi spårade tillbaka resan för isflakarna som vi tog prov på och kan nu med säkerhet säga att både det område där havsisen inledningsvis bildas och vattenmassorna där flöden driver genom Arktis medan de växer, har ett enormt inflytande på sammansättningen och skiktningen av de inneslutna plastpartiklarna, " berättar Ilka Peeken.

Forskarna lärde sig också att isflak, som drivs i Stillahavsvattenmassorna i den kanadensiska bassängen, innehåller särskilt höga koncentrationer av polyetenpartiklar. Polyeten används i förpackningsmaterial. Som experterna skriver i sin studie, "Följaktligen, vi antar att dessa fragment representerar rester av den så kallade Great Pacific Garbage Patch, och skjuts längs Beringssundet och in i Ishavet av Stillahavsinflödet."

I kontrast, forskarna hittade främst partiklar från fartygsfärg och nylonavfall från fiskenät i is från Sibiriens grunda randhav. "Dessa fynd tyder på att både den växande sjöfarten och fiskeverksamheten i Arktis sätter sina spår. De höga mikroplastkoncentrationerna i havsisen kan alltså inte bara hänföras till källor utanför Ishavet. de pekar också på lokala föroreningar i Arktis, säger Ilka Peeken.

Forskarna hittade totalt 17 olika typer av plast i havsisen, inklusive förpackningsmaterial som polyeten och polypropen, men också målar, nylon, polyester, och cellulosaacetat, det senare används främst vid tillverkning av cigarettfilter. Tagen tillsammans, dessa sex material stod för ungefär hälften av alla detekterade mikroplastpartiklarna.

Enligt Ilka Peeken, "Havsisen binder all denna plastskräp i två till högst 11 år - den tid det tar för isflak från Sibiriens randhav eller Nordamerikas arktis att nå Framsundet, där de smälter." Men omvänt, det betyder också att havsisen transporterar stora mängder mikroplast till vattnen utanför Grönlands nordöstra kust.

Forskarna kan ännu inte säga om de frigjorda plastpartiklarna därefter stannar kvar i Arktis eller transporteras längre söderut; faktiskt, det verkar troligt att plastskräpet börjar sjunka ner på djupare vatten relativt snabbt. "Fritt flytande mikroplastpartiklar koloniseras ofta av bakterier och alger, vilket gör dem tyngre och tyngre. Ibland klumpar de ihop sig med alger, vilket gör att de driver ner till havsbotten mycket snabbare, " förklarar AWI biolog och medförfattare Dr Melanie Bergmann.

Observationerna som gjorts av forskare vid AWI:s djuphavsnätverk HAUSGARTEN i Framsundet ger denna avhandling ytterligare tyngd. Som Melanie Bergmann berättar, "Vi registrerade nyligen mikroplastkoncentrationer på upp till 6500 plastpartiklar per kilo havsbotten; det är extremt höga värden."