Koncentrationerna av mikroplast i havens ytskikt är lägre än väntat. Forskare vid GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, Kiel Cluster of Excellence "The Future Ocean" och Helmholtz-Zentrum Geesthacht demonstrerade experimentellt att mikroplast interagerar med naturliga partiklar och bildar aggregat i havsvatten. Denna aggregatbildning kan förklara hur mikroplaster sjunker ner i djupare vattenlager.

Haven innehåller ett stort antal partiklar av biologiskt ursprung, Inklusive, till exempel, levande och döda planktonorganismer och deras fekala material. Dessa så kallade biogena partiklar interagerar med varandra och bildar ofta klumpar, eller vetenskapligt korrekta aggregat, varav många sjunker ner i vattenpelaren. Förutom dessa naturliga partiklar, stora mängder plastpartiklar med en storlek på mindre än fem millimeter, dvs mikroplaster, har varit i haven en tid.

Även om ny mikroplast ständigt kommer in i haven och vissa typer av plast har en relativt låg densitet och därför driver vid vattenytan, koncentrationerna av mikroplast vid havsytan är ofta lägre än förväntat. Dessutom, mikroplaster har upprepade gånger hittats i djuphavssediment de senaste åren. Vad händer med mikroplasten i havets ytskikt? Hur kommer de till stora vattendjup? "Vår hypotes var att mikroplast, tillsammans med de biogena partiklarna i havsvattnet, bildar aggregat som eventuellt sjunker ner i djupare vattenlager, " förklarar Dr Jan Michels, medlem av Cluster of Excellence "The Future Ocean" och huvudförfattare till studien, som publicerades i den internationella tidskriften Proceedings of the Royal Society B i dag.

För att testa denna hypotes, forskarna genomförde laboratorieexperiment med polystyrenpärlor med en storlek på 700 till 900 mikrometer. Aggregeringsbeteendet för pärlorna jämfördes i närvaro och i frånvaro av biogena partiklar. Experimenten gav ett tydligt resultat:"Närvaron av biogena partiklar var avgörande för bildandet av aggregat. Medan mikroplastpartiklar ensamma nästan inte aggregerade alls, de bildade ganska uttalade och stabila aggregat tillsammans med biogena partiklar inom några dagar, " beskriver Prof. Dr. Anja Engel, chef för GEOMAR-forskningsgruppen, där studien genomfördes. Efter tolv dagar, i genomsnitt ingick 73 procent av mikroplasterna i ballasten.

"Dessutom, vi antog att biofilmer som finns på ytan av mikroplasten spelar en roll i bildandet av aggregat, " förklarar Michels, som ledde utredningarna under sin tid på GEOMAR och nu arbetar på Kiel University. Sådana biofilmer bildas av mikroorganismer, typiskt bakterier och encelliga alger, och är relativt klibbiga. För att undersöka deras inflytande på aggregeringen, jämförande experiment utfördes med plastpärlor som antingen renades eller belades med en biofilm. "Tillsammans med biogena partiklar, den biofilmbelagda mikroplasten bildade de första aggregaten efter bara några timmar, mycket tidigare och snabbare än mikroplasterna som renades i början av experimenten, " säger Michels. I genomsnitt, 91 procent av mikroplasterna belagda med biofilm ingick i aggregat efter tre dagar.

"Om mikroplaster är belagda med en biofilm och biogena partiklar är närvarande samtidigt, stabila aggregat av mikroplaster och biogena partiklar bildas mycket snabbt i laboratoriet, " sammanfattar Michels. I många regioner i haven, förekomsten av både många biogena partiklar och biofilmer på mikroplasterna är förmodligen en typisk situation. "Det är därför de aggregeringsprocesser som vi observerade i våra laboratorieexperiment mycket troligt också äger rum i haven och har ett stort inflytande på transport och distribution av mikroplaster, " förklarar Prof. Dr. Kai Wirtz, som arbetar på Helmholtz-Zentrum Geesthacht och var involverad i projektet. Detta skulle kunna undersökas ytterligare i framtiden genom en riktad insamling av aggregat i haven och efterföljande systematiska analyser för förekomst av mikroplast.