Arbetar i det arktiska Framsundet, forskare från Alfred Wegener Institute, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) har hittat mikroplast i hela vattenpelaren med särskilt höga koncentrationer på havsbotten. Med hjälp av modellbaserade simuleringar, de har också hittat en förklaring till denna höga föroreningsnivå. Enligt deras fynd, de två huvudsakliga havsströmmarna i Framsundet transporterar de mikroskopiskt små plastpartiklarna in i regionen mellan Grönland och Spetsbergen från både Arktis och Nordatlanten. När du passerade genom sundet, många partiklar driver så småningom till havsbotten, där de samlas. Experterna rapporterar om detta fenomen i en studie som just släppts i den uppskattade tidskriften Miljövetenskap och teknik .

Beläget mellan Grönlands nordöstra kust och Svalbards skärgård, Framsundet är den enda djupa passagen mellan Arktis och Atlanten. I dess vatten, som når djup på 5, 600 meter, två motsatta strömmar flyter precis bredvid varandra som en undervattensmotorväg. I den östra "körfältet" transporterar västra Spitsbergenströmmen varmt vatten norrut från Atlanten, medan Östgrönlandsströmmen i det andra körfältet flyttar havsis och kallt vatten söderut från Arktis. Denna extraordinära kombination av omständigheter är troligen anledningen till att forskarna upptäckte extremt stora mängder mikroplastpartiklar i sedimentet och mellannivåer i vattenpelaren sommaren 2016 när de samlade in vatten- och havsbottenprover vid det arktiska djuphavsobservatoriet HAUSGARTEN i Framsundet.

Stora mängder mikroplast i djuphavet och nära ismarginalen

"Vi hittade den högsta koncentrationen av mikroplastpartiklar i vatten på vår nordligaste provtagningsplats nära havsiskanten, "rapporterar AWI -biologen och författaren Mine Tekman. I det område som tekniskt kallas den marginella iszonen, en kubikmeter ytvatten innehöll mer än 1, 200 mikroplastpartiklar, även om detta knappast kom som en överraskning för forskarna. "Från tidigare studier visste vi att den arktiska havsisen kan innehålla så mycket som 12, 000 mikroplastpartiklar per liter smältvatten. När denna is når slutet av sin resa och smälter i norra Framsundet, det släpper troligen ut sin mikroplastlast i havet, vilket skulle förklara den höga koncentrationen i ytvattnet, " tillägger hon.

I kontrast, föroreningsnivån var 16, 000 gånger högre i sediment på botten av Framsundet. Analysen av sedimentprover med en Fourier-transform infraröd spektrometer (FTIR) visade upp till 13, 000 mikroplastpartiklar per kilo sediment. "Denna stora mängd partiklar och de olika typer av plast vi hittade i sedimentet bekräftar att mikroplast ständigt ackumuleras på havsbotten i Framsundet. Med andra ord, djuphavet i denna region är en sänka för mikroskopiskt små plastpartiklar, "säger AWI djuphavsexpert och medförfattare Dr Melanie Bergmann.

Inflöden av plastavfall från både norr och söder

Denna uppfattning bekräftades av havscirkulationsmodeller, där experterna simulerade mikroplastpartiklarnas väg till Framsundet. Beroende på partikelstorleken, typ av plast, sjunkhastighet och vattendjup, vissa partiklar färdades upp till 650 kilometer innan de kom till vila på havsbotten. "Resultaten av vår modell motbevisar föreställningen att mikroplastpartiklar snabbt och nästan vertikalt kan sjunka till botten, "säger Melanie Bergmann. Faktum är att plastavfallet fångas upp av havsströmmarna och kan driva över enorma avstånd. Särskilt ansamlingen med organiskt material som algerrester är det som gör att partiklarna sjunker från ytan genom vattenpelaren till havsbotten.

När det gäller Framsundet, detta betyder att majoriteten av plastpartiklarna som lagras på dess botten troligen kommer från avlägsna regioner; till exempel, Östgrönlandsströmmen transporterar mikroplast från Ishavet till den östra Grönlands sluttning. När du samlar prover i sin bassäng, forskarna hittade framför allt etylen-vinylacetat, en typ av plast som används t.ex. för beläggningar, lacker, papper, förpackningar och skosulor. I kontrast, västra Spetsbergenströmmen för partiklar från vatten söder om Spetsbergen in i Framsundet. Detta fynd återspeglades också i plastblandningen som hittades i respektive prov.

Det bör också nämnas att mer än hälften av alla identifierade plastpartiklar var mindre än 25 mikrometer i diameter, ungefär hälften av tjockleken på ett fint människohår. "Denna höga andel verkligt små partiklar är naturligtvis oroande, eftersom det omedelbart väcker frågan om hur marina organismer reagerar på dessa små bitar av plastavfall, " säger Melanie Bergmann. För att svara på denna fråga, Brittiska kollegor undersöker för närvarande om kräftdjuren i AWI:s arktiska djurplanktonprover har förbrukat någon plast.

För deras del, AWI-experterna vill nu utforska hur mikroplastnivåerna i Framsundet förändras under året. För detta ändamål, de kommer att använda enheter som kallas sedimentfällor, som ligger förtöjda vid AWI:s arktiska djuphavsobservatorium HAUSGARTEN och fångar de olika partiklarna och marin snö som gradvis sjunker från havsytan, hela året.

"Studien som just har släppts ger en viktig ögonblicksbild där analyser med infraröda mikroskop gjorde det möjligt för oss att få en solid översikt över plastföroreningar i Framsundet, säger Gunnar Gerdts, en AWI-mikrobiolog och chef för Microplastic Analysis Group. Experterna fastställde att 39 procent av partiklarna suspenderade i vattnet kom från polyamid, som används för att framställa t.ex. fibrer för textilier och fiskenät, medan nästan en fjärdedel av alla partiklar i vattenkolonnen identifierades som syntetiskt gummi (eten-propylen-diengummi), en elastisk typ av plast som används t.ex. inom bil- och maskinbyggnad, som dammfoder, för tätning av tak och husfronter, och som fyllmedel i konstgräs. I sedimenten på havsbotten, teamet hittade främst partiklar gjorda av klorerad polyeten (CPE), som används t.ex. vid tillverkning av kablar, slangar, filmer och låsningsfria bromssystem (ABS).