Miljontals ton plastavfall transporteras av floder, med vind och i avloppsvatten till havet, där plasten ligger kvar. "Hittills, det finns inga detaljerade uppgifter om var plast samlas och hur mycket, " säger UFZ miljökemist, Dr Annika Jahnke. Tidigare uppskattningar är beroende av datormodellering, individuella data och observationer från luften. "Vi vill ge underlag för dessa uppskattningar och ta reda på vad som händer med plasten i havet och vilka effekter mikroplast har på miljön, " förklarar Jahnke.

Vid UFZ, miljökemisten leder MICRO-FATE-projektet finansierat av det federala ministeriet för utbildning och forskning (BMBF), som kommer att pågå till 2021 och inkluderar även forskare från Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems (IKTS), Leibniz-institutet för Östersjöforskning, Warnemünde (IOW) och Stockholms universitet (SU) i Sverige. Den 30 maj, ett team bestående av 18 MICRO-FATE-forskare ger sig av från Vancouver (Kanada) på en expedition över Stilla havet. Teamet ombord på forskningsfartyget Sonne, planerad att anlända till Singapore den 5 juli, kommer huvudsakligen att bestå av biologer, ekotoxikologer och miljökemister. De kommer att ta prover på flera stationer längs passagen, inte bara i North Pacific Garbage Patch, ett av de största ansamlingsområdena av flytande avfall i Stilla havet, men också på mindre förorenade platser.

Ett av forskarnas primära mål är att samla in prover från ytvattnet, vattenpelaren och från havsbotten. "Hittills, vattenpelaren har inte studerats tillräckligt, " förklarar Annika Jahnke. Därför forskarna hoppas få veta mer om plastpartiklarnas vertikala fördelning och identifiera potentiella gradienter med avseende på koncentration, sammansättning, ålder och täckning med biofilm.

En analys av proverna från havsbotten förväntas också ge information om plastmaterial i sedimenten och om var mikroplast hamnar i havet. Det finns forskare som spekulerar i att det mesta av materialet avsätts på havsbotten. "Mätningarna gör det möjligt för oss att uppskatta om det är sant att endast cirka en hundradel av den totala mängden plast kan hittas vid vattenytan, " säger miljökemisten. Sedimentproverna och vattnet kommer också att undersökas för organiska föroreningar för att ta reda på om plast är en källa eller sänka av föroreningar i den marina miljön.

Ett annat mål för forskarna är att undersöka hur plastpartiklarnas polymerstruktur förändras till följd av väderpåverkan. "Än så länge, vi har bara lite kunskap om hur marin plast vittrar, " säger Jahnke. "Det finns första resultat men inga robusta data." Hittills, vittring har mestadels simulerats i laboratoriet. Av denna anledning, det finns ståltankar fyllda med havsvatten ombord på forskningsfartyget för att exponera plastmaterial. Forskarna vill använda dessa för att undersöka inverkan av solstrålning, salthalten och temperaturen på plastvittringsprocessen. "Tanken är att komplettera resultaten från våra tidigare laboratorieexperiment med dessa fältexperiment, " förklarar forskaren.

Konsekvensen av vittring är att plastföremål gradvis förfaller och i slutändan bildas fina polymerpartiklar. Dessa tenderar att täckas med biofilmer och bilda heteroaggregat. Forskarna antar att dessa biofilmer spelar en avgörande roll för ödet, transport och vittring av marin plast. Av denna anledning, de kommer att analysera biofilmerna och undersöka deras funktion och den roll de spelar i biogeokemiska kretslopp i den marina miljön. Studier tyder på att biofilmer som växer på plast skiljer sig från andra marina mikrobiologiska samhällen och att plast följaktligen är en ny livsmiljö för mikrober i marina system - med implikationer som ännu inte är kända.

"Vårt mål är att stämma av fältdata med befintliga modeller, ", förklarar UFZ-forskaren. "Och utvärderingen av de nya uppgifterna kommer att sätta oss i en bättre position för att uppskatta hur mycket plast som förekommer i haven och vilka effekter mikroplast har på den marina miljön. Vi kommer att lära oss mer om plastens förekomst och öde och om havsbotten är en så stor sänka för plast som studier tyder på."