Hvordan mikro- og nanoplast havner i den arktiske isen

Miljøforskeren Alice Pradel dyrker iskjerner i laboratoriene til Institutt for miljøvitenskap ved Polytechnic University of Zürich for å studere transport og akkumulering av mikro og nanoplast (forkortet til MNP) i isen på det arktiske kontinentet.

Evige forurensninger som plastpolymerer har ikke bare nådd de mest avsidesliggende og uforurensede punktene på planeten, men utgjør en spesielt fiendtlig og vanskelig form for forurensning å utrydde: de mest tallrike partiklene i sjøis, faktisk er de nettopp de som har de minste dimensjonene (som ofte er bokstavelig talt umulige å identifisere).

Målet med Alice Pradels forskning stopper ikke ved å forstå strømmer av plastmateriale i isen, men den har også til hensikt å gi det vitenskapelige miljøet en pålitelig metode for å studere arktisk is uten å måtte reise fysisk til Nordpolen, for å utføre forskning på en mer bærekraftig måte.

Når nanoplast ikke er det de ser ut til...
Plast og kjemi: alle konturene av et ... "farlig" forhold

Mikrosfærer og nanoplast: fra kosmetikk til Great Pacific Garbage Patch

Alice Pradels interesse for temaet for mikro og nanoplast ble født da hun var en veldig ung vitenskapsmann. Det var 2012, og kampanjen "Beat the Microbead” av Stiftelsen Plastsuppe, som har som mål å informere bruken av mikroplast i kosmetiske produkter redusere bruken av produsentene.

Som det fremgår av Plastic Soup Foundation-rapporten, ga undersøkelsen av nesten 8 tusen forskjellige kroppspleieprodukter fra de mest populære europeiske merkene et nådeløst resultat: "9 av 10 kosmetiske produkter inneholder mikroplast forurensninger".

Og det handler ikke bare om mikrosfærer brukes til eksfolierende kremer: mikro- og nanoplast tilsettes kosmetiske preparater som midler emulgatorer og også rett og slett som en billig "filler".

For den unge forskeren var kampanjen mot mikrosfærer i kosmetikk en alarmklokke: "Jeg ble sjokkert over at vi gikk inn i alle disse kjemikalier i miljøet uten å bry seg om å finne ut hva som skjedde med dem", husk.

I samme periode ble de første bildene av Great Pacific Garbage Patch, som til en viss grad ga svar på Pradels tvil.

Og siden har vi absolutt ikke sluttet å produsere plast eller bli kvitt den på verst mulig måte, tvert imot: global plastproduksjon i 2020 sto den på 400 millioner tonn, og bare 9 prosent av det som ble produsert ble resirkulert. For resten ble det brent eller kastet på søppelfylling eller miljøet.

The Ocean Race, oppdrag til Antarktis på en... seilbåt
Tungmetaller i elver på Grønland: den nye studien

Hvordan mikroplast kommer inn i den arktiske isen og forurenser den

Under masterstudiene ved Universitetet i Rennes i Nordvest-Frankrike fokuserte Alice Pradel på hvordan ulike kjemikalier, som plantevernmidler, akkumuleres i jord og andre porøse materialer.

De var lærdommen av Julien Gigault, kjemiker fra det franske forskningssenteret CNRS, for å avsløre prosessen til den unge forskeren miniatyrisering av plast ved biotiske og abiotiske prosesser: la brytes ned til mindre og mindre partikler, får utgangsmaterialene til å ta på nye eiendommer, og bli i stand til å gjennomsyre alle økologiske systemer, uten forskjell.

Pradel bestemte seg for å vie sin doktorgradsavhandling, med Gigault som veileder, nettopp til temaetakkumulering av mikro- og nanoplast i porøse materialer. Det var 2018, og en sjokkerende studie hadde nettopp kommet ut, som hadde identifisert store mengder mikroplast akkumulert i havis på det arktiske kontinentet.

Is, ved nærmere ettersyn, er for all del et porøst stoff, komplett med hulrom og mikroskopiske trekk saltvann renner som beveger seg mellom krystallene: utvekslingen mellom sjøvann og is er konstant, og det er her farene ved mikro- og nanoplast (MNP) kommer snikende.

"Mikro- og nanopartikler kan sette seg fast mellom iskrystaller", forklarer Pradel, "dette er veldig problematisk, fordi det er nettopp disse punktene hvor mikroalger (som kan absorbere giftige plasttilsetningsstoffer og mate dem inn i den arktiske næringskjeden) trives best".

Kunstig intelligens og klimakrisen: mulighet eller trussel?
Mikroplastforurensning: løsningen kommer fra planter

Bærekraftig vitenskap: hvorfor dyrke sjøis i laboratoriet

Mikro og nanoplast er den vanligste i havisen. Problemet er at forskere ikke kan kvantifisere partikler mindre enn 10 mikrometer: "Dette tyder på det vi kan verken se eller måle nettopp det meste av plasten som finnes i havisen", sier Alice.

For å undersøke spørsmålet nærmere utviklet Pradel derfor en metode for dyrke sjøis i laboratoriet. Det første trinnet innebærer avkjøling av sjøvannet i en glasskolonne – fra 1°C (nederst) til -5°C (toppenden). Ved å gjøre det, etter 19 timer, dannes det en iskjerne på omtrent 10 centimeter tykk på overflaten.

Disse haviskjernene, tilsatt MNP-partikler, gir rom for følg veien til forurensninger fra vann til is og å studere deres akkumuleringsmekanismer uten å måtte reise til Arktis: "Vårt mål er å drive miljøforskning på en klimavennlig måte", forklarer Pradel.

I dag utfører forskeren sin forskning i professorgruppen Denise Mitrano, som studerer menneskeskapte partikler, deres toksisitet og deres innvirkning på miljøet.

Studiene hans kan åpne for nye etterforskningsscenarier: "Il global oppvarming det gjør arktisk havis mye mer dynamisk", forklarer,"selve isen tynnes ut, smelteprosessene blir raskere, og omfordelingen av salter og partikler i isen øker i hastighet".

Muligheten for å simulere disse prosessene i laboratoriet kan åpenbare seg et virkelig vendepunkt for klimastudier.

Klimaendringer: Sveits alliert med Chile, Kenya og Tunisia
Plast og hav, så sollys gjør det ... "usynlig"