Onderzoekers meten een recordconcentratie microplastic in het Arctische zee-ijs

May 29, 2018 De plastic deeltjes zijn afkomstig van de vuilnisbelt in de Stille Oceaan en van vissersschepen

Onderzoekers van het Alfred Wegener Instituut, Helmholtz Centrum voor Polair en Marien Onderzoek (AWI) hebben als nooit tevoren zoveel microplastic in het Arctische zee-ijs gevonden. De ijsmonsters uit 2014 en 2015 uit vijf verschillende regio's van de Noordelijke IJszee bevatten meer dan 12.000 microplastic deeltjes per liter zeeijs.

"We ontdekten in ons onderzoek dat meer dan de helft van de microplastic deeltjes die in het ijs vastzaten kleiner waren dan een twintigste millimeter en dus gemakkelijk werden gegeten door Arctische micro-organismen zoals rivierkreeften, maar ook roeipootkreeftjes," zegt AWI-bioloog en eerste auteur Dr. Ilka Peeken. Deze waarneming is echt zorgwekkend, want "tot nu toe kan niemand zeggen in hoeverre deze kleine plastic deeltjes schadelijk zijn voor de zeebewoners of zelfs mensen in gevaar brengen," aldus de wetenschapper.

De onderzochte ijsmonsters zijn genomen door het AWI-team van wetenschappers tijdens drie Arctische expedities van de onderzoeksijsbreker "Polarstern". Ze zijn afkomstig uit vijf regio's langs de Transpolardrift en de Fram Strait, waar het zee-ijs uit het centrale Noordpoolgebied in de Noord-Atlantische Oceaan drijft.

Infraroodspectrometer onthult zware verontreiniging met zeer kleine deeltjes

Om de exacte hoeveelheid en verdeling van de microplastics in het ijs te bepalen, analyseerden de AWI-onderzoekers de ijskernen eerst laag voor laag met een Fourier Transform Infrared Spectrometer (FTIR). Dit apparaat belicht microdeeltjes met infrarood licht en analyseert de gereflecteerde straling met behulp van een speciale wiskundige methode. Afhankelijk van de ingrediënten absorberen en reflecteren de deeltjes verschillende golflengten, zodat elke stof kan worden bepaald aan de hand van zijn optische vingerafdruk.

"Op deze manier hebben we ook plastic deeltjes ontdekt die 11 micron groot zijn. Dit is ruwweg de zesde van de diameter van een menselijke haar en was ook de belangrijkste reden waarom we, met meer dan 12.000 deeltjes per liter zeeijs, twee tot drie keer hogere plasticconcentraties konden detecteren dan het geval was in een eerder onderzoek," zegt Gunnar Gerdts, in wiens laboratorium de metingen werden uitgevoerd. Verrassend genoeg waren de wetenschappers in staat om 67 procent van de plastic deeltjes die in het ijs werden gedetecteerd toe te wijzen aan de kleinste groottecategorie "50 micrometer en kleiner".

De ijsdrift en chemische vingerafdruk geven aanwijzingen voor de herkomst van de vervuiling

De dichtheid en samenstelling van de deeltjes varieerde aanzienlijk van monster tot monster. Tegelijkertijd ontdekten de wetenschappers dat de plastic deeltjes niet gelijkmatig verdeeld waren in het ijs. "We hebben de migratie van ijsschotsen getraceerd en kunnen nu bewijzen dat zowel het gebied van herkomst waar het zee-ijs wordt gevormd als de watermassa's waarin de ijsschotsen door het noordpoolgebied drijven en verder groeien, een grote invloed hebben op de samenstelling en gelaagdheid van de ijsschotsen met daarin plastic deeltjes," zegt Ilka Peeken.

Het onderzoeksteam ontdekte onder andere dat de ijsschotsen die in de stille wateren van het Canadese bekken dreven, een bijzonder hoog aandeel polyethyleendeeltjes bevatten. Polyethyleen wordt voornamelijk gebruikt voor verpakkingen. "We nemen daarom aan dat deze fragmenten overblijfselen zijn van de zogenaamde Great Pacific garbage patch en de Noordelijke IJszee hebben bereikt met de instroom van de Stille Oceaan door de Beringstraat," schrijft het team van wetenschappers.

In het ijs uit de ondiepe Siberische randzeeën ontdekten de onderzoekers daarentegen vooral verfdeeltjes van scheepscoatings en nylon overblijfselen van visnetten. "Deze bevindingen bewijzen dat zowel het toenemende scheepvaartverkeer als de visserij in het Noordpoolgebied een duidelijk spoor achterlaten. De hoge concentraties microplastic in het zee-ijs zijn niet langer alleen te wijten aan bronnen buiten de Noordelijke IJszee. Ze wijzen op lokale vervuiling in het Noordpoolgebied," zegt Ilka Peeken.

"Het zee-ijs houdt de plastic resten twee tot maximaal elf jaar vast - zo lang duurt het voordat ijsschotsen uit de Siberische randzeeën of het Noord-Amerikaanse Noordpoolgebied de Straat van Fram bereiken en daar smelten," zegt Ilka Peeken. Omgekeerd betekent dit ook dat het zee-ijs grote hoeveelheden microplastic naar het zeegebied voor de noordoostkust van Groenland transporteert.

Of de vrijgekomen plastic deeltjes vervolgens in het Noordpoolgebied blijven of verder naar het zuiden worden getransporteerd, weten de wetenschappers nog niet. Het is zelfs waarschijnlijk dat de afvalresten relatief snel zullen zinken. "Vrij zwevende microplastic deeltjes worden vaak gekoloniseerd door bacteriën en algen en daardoor steeds moeilijker. Soms klonteren ze samen met algen en sijpelen zo veel sneller naar de zeebodem," zegt AWI bioloog en co-auteur. Melanie Bergmann.