Forskare från Alfred Wegener -institutet använder styrelsehelikoptern från det isbrytande forskningsfartyget Polarstern för att samla snöprover. Även i Arktis är snön förorenad med mikroplast. Kredit:Alfred-Wegener-Institut / Mine Tekman
Under de senaste åren, mikroplastpartiklar har upprepade gånger upptäckts i havsvatten, dricker vatten, och även hos djur. Men dessa små partiklar transporteras också av atmosfären och sköljs sedan ut ur luften, särskilt av snö — och till och med i så avlägsna regioner som Arktis och Alperna. Detta visades i en studie utförd av experter vid Alfred Wegener Institute och en schweizisk kollega, nyligen publicerad i tidskriften Vetenskapens framsteg .
Att haven är fulla av plastskräp har nu blivit allmänt känt:år efter år, flera miljoner ton plastskräp letar sig ut i floder, kustvatten, och även det arktiska djuphavet. Tack vare vågornas rörelse, och ännu mer till UV-strålning från solen, skräpet bryts gradvis ner i mindre och mindre fragment – kallad mikroplast. Denna mikroplast finns i marint sediment, i havsvatten, och hos marina organismer som oavsiktligt intar det. I jämförelse, det har hittills gjorts lite forskning om huruvida, och i så fall, i vilken utsträckning, mikroplastpartiklar transporteras av atmosfären. Endast en handfull verk är tillgängliga, t.ex. från forskare som kunde bekräfta partiklarnas närvaro i Pyrenéerna och nära stora stadskärnor i Frankrike och Kina.
Ett team av experter från Alfred Wegener Institute, Helmholtz centrum för polar- och havsforskning (AWI) har nu funnit att mikroplastpartiklar tydligen kan transporteras över enorma avstånd av atmosfären och sedan tvättas ut ur luften av nederbörd, speciellt snö. Som teamet ledd av Dr Melanie Bergmann och Dr Gunnar Gerdts rapporterar i tidskriften Vetenskapens framsteg , analyserna de gjorde på snöprover från Helgo-land, Bayern, Bremen, de schweiziska alperna och Arktis bekräftar att snön på alla platser innehöll höga koncentrationer av mikroplast – även i avlägsna delar av Arktis, på ön Svalbard, och i snö på drivande isflak. "Det är lätt uppenbart att majoriteten av mikroplasten i snön kommer från luften, " säger Melanie Bergmann. Hennes hypotes stöds av tidigare forskning gjord på pollenkorn, där experter bekräftade att pollen från de mellersta breddgraderna transporteras med luften till Arktis. Dessa korn är ungefär lika stora som mikroplastpartiklarna; liknande, damm från Sahara kan täcka avstånd på 3, 500 km eller mer, når nordöstra Atlanten.
Forskare från Alfred Wegener Institute analyserar innehållet av mikroplast i proverna. Kredit:Alfred-Wegener-Institut / Melanie Bergmann
AWI-forskarna fann den högsta koncentrationen i prover som samlats nära en landsväg i Bayern—154, 000 partiklar per liter. Till och med snön i Arktis innehöll upp till 14, 400 partiklar per liter. De plasttyper som hittades varierade också mycket mellan provtagningsplatserna:i Arktis, forskarna hittade främst nitrilgummi, akrylater och färg, som används i en mängd applikationer. Med tanke på dess motståndskraft mot olika typer av bränsle och breda temperaturintervall, nitrilgummi används ofta i packningar och slangar. Färger som innehåller plast används inom flera olika områden, t.ex. att belägga ytor på byggnader, fartyg, bilar och oljeriggar till havs. Nära landsvägen i Bayern, proverna innehöll särskilt olika typer av gummi, som används i otaliga applikationer, som bildäck.
En spännande aspekt av AWI-studien:koncentrationerna av mikroplast som hittats är avsevärt högre än i studier utförda av andra forskare, t.ex. på dammavlagringar. Enligt Gunnar Gerdts, detta kan bero på en av två anledningar:"För det första, snö är extremt effektivt när det gäller att tvätta mikroplast ur atmosfären. För det andra, det kan bero på den infraröda spektroskopin vi använde, vilket gjorde det möjligt för oss att upptäcka även de minsta partiklarna — ner till en storlek av endast 11 mikrometer." Gerdts och hans kollegor smälter snön och häller smältvattnet genom ett filter; resterna som fångas i filtret undersöks sedan med ett infrarött mikroskop. Beroende på på typen av plast, olika våglängder av det infraröda ljuset absorberas och reflekteras; på det här sättet, ett optiskt fingeravtryck kan användas för att avgöra vilken typ av plast de har hittat.
Nysnö är fylld med en kromstålhandduk till låsbara galscontainrar. Senare analyseras proverna för mikroplastkoncentrationer i labbet. Hela provtagningen sker utan användning av plast för att förhindra att proverna kontamineras. Kredit:Alfred-Wegener-Institut / Jürg Trachsel, WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF
Medan andra experter sorterar ut mikroplast från sina prover för hand under mikroskopet, som lätt kan göra att vissa partiklar förbises, Gerdts använder sitt infraröda mikroskop för att testa alla rester, se till att han och hans team knappt missar något. "Vi har automatiserat och standardiserat tekniken för att utesluta de fel som kan smyga sig in när manuell analys används." Som sådan, it's hardly surprising that the analyses conducted at the AWI yielded especially high particle concentrations.
In light of the meteorological realities, the AWI experts are convinced that a major portion of the microplastic in Europe, and even more so in the Arctic, comes from the atmosphere and snow. According to Melanie Bergmann:"This additional transport route could also explain the high amounts of microplastic that we've found in the Arctic sea ice and the deep sea in previous studies."
Scientists from the Alfred Wegener Institute use the board helicopter from the icebreaking research vessel Polarstern to collect snow samples. Even in the Arctic the snow is polluted with microplastics. Credit:Mine Tekman, Alfred-Wegener-Institut
Lastly, there's another key question that motivates her work. "To date there are virtually no studies investigating the extent to which human beings are subject to microplastic contamination." Dessutom, most research has focused on how animals or human beings absorb microplastic from what they eat. As Bergmann explains:"But once we've determined that large quantities of microplastic can also be transported by the air, it naturally raises the question as to whether and how much plastic we're inhaling. Older findings from medical research offer promising points of departure for work in this direction." Yet another aspect that warrants a closer look in the future.