Werken in de Arctic Fram Strait, wetenschappers van het Alfred Wegener Instituut, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI) heeft microplastic gevonden in de waterkolom met bijzonder hoge concentraties op de oceaanbodem. Met behulp van modelgebaseerde simulaties, ze hebben ook een verklaring gevonden voor deze hoge mate van vervuiling. Volgens hun bevindingen de twee belangrijkste oceaanstromingen in Fram Strait transporteren de microscopisch kleine plastic deeltjes naar het gebied tussen Groenland en Spitsbergen vanuit zowel de Arctische als de Noord-Atlantische Oceaan. Tijdens het passeren van de Straat, veel deeltjes drijven uiteindelijk naar de zeebodem, waar ze zich ophopen. De experts rapporteren over dit fenomeen in een onderzoek dat zojuist is gepubliceerd in het gewaardeerde tijdschrift Milieuwetenschap en -technologie .

Gelegen tussen de noordoostkust van Groenland en de Svalbard-archipel, Fram Strait is de enige diepe doorgang tussen de Noordelijke IJszee en de Atlantische Oceaan. In zijn wateren, die een diepte van 5 bereiken, 600 meter, twee tegengestelde stromingen stromen als een onderwatersnelweg langs elkaar heen. In de oostelijke "lane" transporteert de West Spitsbergen Current warm water vanuit de Atlantische Oceaan naar het noorden, terwijl in de andere baan de Oost-Groenlandse stroom zee-ijs en ijskoud water vanuit het noordpoolgebied naar het zuiden verplaatst. Deze buitengewone combinatie van omstandigheden is hoogstwaarschijnlijk de reden waarom de onderzoekers in de zomer van 2016 extreem grote hoeveelheden microplastic deeltjes in het sediment en tussenliggende niveaus in de waterkolom hebben gedetecteerd tijdens het verzamelen van water- en zeebodemmonsters bij het Arctische diepzee-observatorium HAUSGARTEN in Fram Straat.

Grote hoeveelheden microplastic in de diepzee en nabij de marginale ijszone

"We hebben de hoogste concentratie microplasticdeeltjes in water gevonden op onze meest noordelijke bemonsteringsplek nabij de rand van het zee-ijs, " meldt AWI-bioloog en eerste auteur Mine Tekman. In het gebied dat technisch de marginale ijszone wordt genoemd, een kubieke meter oppervlaktewater bevatte meer dan 1, 200 microplastic deeltjes, al kwam dit voor de onderzoekers nauwelijks als een verrassing. "Van eerdere studies wisten we dat het Arctische zee-ijs maar liefst 12, 000 microplastic deeltjes per liter smeltwater. Wanneer dit ijs het einde van zijn reis bereikt en smelt in de noordelijke Fram Strait, het geeft hoogstwaarschijnlijk zijn microplastic lading af in de zee, wat de hoge concentratie in het oppervlaktewater zou verklaren, " zij voegt toe.

In tegenstelling tot, het niveau van vervuiling was 16, 000 keer hoger in sedimenten op de bodem van Fram Strait. De analyse van sedimentmonsters met een Fourier-transform infraroodspectrometer (FTIR) onthulde tot 13, 000 microplastic deeltjes per kilogram sediment. "Deze grote hoeveelheid deeltjes en de verschillende soorten plastic die we in het sediment vonden, bevestigen dat microplastic zich voortdurend ophoopt op de zeebodem van Fram Strait. Met andere woorden, de diepzee in deze regio is een gootsteen voor microscopisch kleine plastic deeltjes, " zegt AWI diepzee-expert en co-auteur Dr. Melanie Bergmann.

Instroom van plastic afval uit zowel het noorden als het zuiden

Deze opvatting werd bevestigd door modellering van de oceaancirculatie, waarin de experts de route van de microplasticdeeltjes naar Fram Strait simuleerden. Afhankelijk van de deeltjesgrootte, soort kunststof, zinksnelheid en waterdiepte, sommige deeltjes reisden tot 650 kilometer voordat ze op de oceaanbodem terechtkwamen. "De resultaten van ons model weerleggen het idee dat microplastische deeltjes snel en bijna verticaal naar de bodem kunnen zinken, " zegt Melanie Bergmann. In feite, het plastic afval wordt opgevangen door de zeestromingen en kan enorme afstanden afdrijven. Vooral de aggregatie met organisch materiaal zoals algenresten zorgt ervoor dat de deeltjes van het oppervlak door de waterkolom naar de zeebodem zinken.

Wat de Straat van Fram betreft, dit betekent dat het merendeel van de plastic deeltjes die op de bodem zijn opgeslagen, waarschijnlijk afkomstig is uit afgelegen gebieden; bijvoorbeeld, de Oost-Groenlandse stroom transporteert microplastic van de Noordelijke IJszee naar de oostelijke Groenlandse helling. Tijdens het verzamelen van monsters in het bassin, vonden de onderzoekers vooral ethyleen-vinylacetaat, een soort plastic gebruikt b.v. voor coatings, lakken, papier, verpakking en schoenzolen. In tegenstelling tot, de West Spitsbergen Stroom voert deeltjes uit de wateren ten zuiden van Spitsbergen naar Fram Strait. Deze bevinding werd ook weerspiegeld in de plastic mix die in de respectieve monsters werd gevonden.

Er moet ook worden vermeld dat meer dan de helft van alle geïdentificeerde plastic deeltjes een diameter heeft van minder dan 25 micrometer, ongeveer de helft van de dikte van een fijn mensenhaar. "Dit hoge percentage echt minuscule deeltjes is natuurlijk verontrustend, omdat het meteen de vraag oproept hoe mariene organismen reageren op deze minuscule stukjes plastic afval, " zegt Melanie Bergmann. Om deze vraag te beantwoorden, Britse collega's onderzoeken momenteel of de schaaldieren in de Arctische zoöplanktonmonsters van de AWI plastic hebben geconsumeerd.

Voor hun deel, de AWI-experts willen nu onderzoeken hoe de microplasticniveaus in Fram Strait gedurende het jaar veranderen. Hiertoe, ze zullen apparaten gebruiken die sedimentvallen worden genoemd, die zijn afgemeerd aan het Arctische diepzee-observatorium HAUSGARTEN van de AWI en de verschillende deeltjes en zeesneeuw opvangen die geleidelijk van het zeeoppervlak afdalen, het hele jaar door.

"De studie die zojuist is vrijgegeven, biedt een belangrijke momentopname waarin analyses met infraroodmicroscopen ons in staat hebben gesteld een solide overzicht te krijgen van de plasticvervuiling in Fram Strait, " zegt Gunnar Gerdts, een AWI-microbioloog en hoofd van de Microplastic Analysis Group. De experts stelden vast dat 39 procent van de in het water gesuspendeerde deeltjes afkomstig was van polyamide, die wordt gebruikt om b.v. vezels voor textiel en visnetten, terwijl bijna een kwart van alle deeltjes in de waterkolom werd geïdentificeerd als synthetisch rubber (ethyleen-propyleen-dieenrubber), een elastische soort kunststof gebruikt b.v. in de auto- en machinebouw, als vijverfolie, voor het afdichten van daken en gevels, en als vulmiddel in kunstgras. In de zeebodemsedimenten, het team vond voornamelijk deeltjes gemaakt van gechloreerd polyethyleen (CPE), die wordt gebruikt b.v. bij de vervaardiging van kabels, slangen, films en antiblokkeerremsystemen (ABS).