Så ska mikroplaster spåras

– Föroreningen av mikroplast i den marina miljön är en av våra största miljöutmaningar. Den kan påverka kritiska havsströmmar som Golfströmmen, förändra issmältningen och försämra planktons beteende och överlevnad, säger Bijan Dargahi , docent i vattenbyggnad och gästforskare vid institutionen för hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik på KTH.

Mikroplaster i haven kommer från många källor – allt från hushåll och reningsverk till industriella utsläpp. Partiklarna kan flyta långa sträckor med havsströmmarna, samlas i stora koncentrationer eller sjunka ner mot botten.

För att bättre förstå dessa rörelsemönster har Bijan Dargahi utvecklat ett modelleringsverktygsom följer varje enskild partikel och hur den påverkas av vattnets rörelser och vågornas kraft.

Första steget

Forskningen har inte publicerats än, men bygger på hans tidigare publicerade och uppmärksammade studier om liknande modelleringsverktyg.

– Att förstå fysiken bakom hur plast transporteras i vattnet är det första steget för att kunna minska eller kontrollera mikroplastföroreningen, säger han.

Genom att använda data om strömmar, vågor och temperatur kan modellen simulera vad som händer med mikroplaster i havet över tid. Den tar hänsyn till att plast kan spolas upp på land, täckas av organismer, brytas ned, delas i mindre bitar, sjunka till botten eller virvlas upp igen.

– Alla krafter som påverkar mikroplaster finns med i modellen. Det gör det möjligt att följa hur enskilda partiklar faktiskt rör sig, till skillnad från tidigare forskning som ofta fokuserat på att mäta halter av mikroplaster snarare än deras väg genom havet.

Skydda Östersjön

Verktyget är särskilt anpassat för Östersjön, där syftet är att skydda en unik och mycket känslig marin miljö. Målet är att kunna kartlägga hur mikroplaster sprids längs kusterna, runt öar och på havsbotten – och hur stor andel som flyter respektive sjunker ner i djupare vatten.

Samtidigt betonar Bijan Dargahi att tekniska lösningar för att rena havet, som att filtrera, bryta ned eller binda mikroplaster, bara gör begränsad nytta.

– Det går visserligen inte att förutsäga vilken nytta den tekniska utvecklingen kan göra. Men att rena haven från mikroplaster i stor skala är extremt svårt. Det viktigaste är att minska mängden plast som tillförs från början, säger han.

Förhoppningen är att forskningen ska bidra till ökad medvetenhet och starkare engagemang, både hos allmänheten och beslutsfattare.

– Plast måste hindras från att hamna i havet. Det kräver kraftfull politik och åtgärder som stoppar föroreningarna vid källan.

Text: Christer Gummeson ( gummeson@kth.se )

Hur mycket mikroplaster finns det?

• Jordens hav innehåller en enorm mängd plastpartiklar, men det finns fortfarande osäkerheter i forskningen eftersom det är svårt att mäta. Bijan Dargahi hänvisar till beräkningar som uppskattar att det globala havet hyser minst 5,25 biljoner plastpartiklar, som väger cirka 250 000 ton, flytande på ytan. På havsbotten kan upp till 10 000 gånger fler partiklar finnas. Siffrorna är uppskattningar och kan ändras när metoder förbättras.
• Alla plastsorter bryts med tiden ner från makroplaster till mikro- och nanoplaster genom olika processer. Större plastfragment splittras gradvis till allt mindre partiklar. Mikroplast (mindre än 5 millimeter) blandas lätt med havssediment och är svår att skilja ut, medan nanoplast (mindre än 1 mikrometer) kan tränga in i levande celler och är i princip omöjlig att kontrollera.

Forskningen i korthet

• En ny tredimensionell modell har utvecklats för att följa hur mikroplaster rör sig i havet. Modellen är så kallat Lagrangisk, vilket innebär att man följer enskilda plastpartiklar när de transporteras med strömmar och vågor. Den har flera särskilda egenskaper, bland annat att den bygger på teoretiska delmodeller som beskriver biofouling, det vill säga hur bakterier och andra mikroorganismer växer på mikroplasternas yta och påverkar deras beteende i vattnet. Modellen använder också mikroplastegenskaper som tagits fram i laboratoriemiljö.
• Dessutom tar modellen hänsyn till vågors cirkulära rörelser och till hur mikroplasters flytkraft förändras när vattnets temperatur varierar. Modellen har använts för att studera Östersjön och för att spåra hur mikroplaster sprids från utsläpp i tio större floder. Tidigare finns endast ett fåtal studier som modellerar mikroplast i Östersjön, varav två använder en så kallad Eulerisk metod, där man studerar koncentrationer i fasta områden, och en som använder en Lagrangisk metod.