Terwijl het plastic in onze oceanen in steeds kleinere stukjes uiteenvalt zonder chemisch af te breken, de resulterende microplastics worden een serieus ecologisch probleem. Een nieuwe studie aan het Weizmann Institute of Science onthult een verontrustend aspect van microplastics - gedefinieerd als deeltjes kleiner dan 5 mm. Ze worden meegesleurd in de atmosfeer en op de wind meegevoerd naar verafgelegen delen van de oceaan, inclusief die welke duidelijk lijken. Uit analyse blijkt dat zulke minuscule fragmenten uren of dagen in de lucht kunnen blijven, verspreiding van het potentieel om het mariene milieu te schaden en, door omhoog te klimmen in de voedselketen, om de gezondheid van de mens te beïnvloeden.

"Een handvol studies hebben microplastics gevonden in de atmosfeer vlak boven het water nabij kusten, " zegt dr. Miri Trainic, in de groepen van Prof. Ilan Koren van de afdeling Aard- en Planetaire Wetenschappen van het Instituut in samenwerking met die van Prof. Yinon Rudich van dezelfde afdeling, en prof. Assaf Vardi van de afdeling Plant- en Milieuwetenschappen van het Instituut. "Maar we waren verrast om een ​​niet-triviale hoeveelheid te vinden boven schijnbaar ongerept water."

Koren en Vardi werken al een aantal jaren samen aan onderzoeken die zijn ontworpen om het raakvlak tussen oceaan en lucht te begrijpen. Hoewel de manier waarop de oceanen materialen uit de atmosfeer absorberen goed is bestudeerd, het proces in de tegenovergestelde richting - aerosolisatie, waarin vluchtige stoffen, virussen, algenfragmenten en andere deeltjes worden uit zeewater in de atmosfeer geveegd - was veel minder onderzocht.

Als onderdeel van deze voortdurende inspanning, aerosolmonsters werden verzameld voor studie in de Weizmann-laboratoria tijdens de 2016-run van het Tara-onderzoeksschip, een schoener waarop meerdere internationale onderzoeksteams tegelijk samenkomen om de effecten van klimaatverandering te bestuderen, voornamelijk op mariene biodiversiteit. Het Weizmann-team bevestigde de inlaat van hun meetapparatuur aan de bovenkant van een van de masten van de Tara (om te voorkomen dat de schoener aerosols produceerde, zelf) en Dr. J. Michel Flores, van de groep van Koren, nam deel aan de missie om het verzamelen te verzorgen terwijl de schoener over de Noord-Atlantische Oceaan zeilde.

Het identificeren en kwantificeren van de microplastische stukjes die in hun aerosolmonsters waren opgesloten, was verre van eenvoudig, omdat de deeltjes moeilijk te onderscheiden bleken onder de microscoop. Om precies te begrijpen wat plastic in de atmosfeer kwam, het team voerde Raman-spectroscopiemetingen uit met de hulp van Dr., Iddo Pinkas van de Chemical Research Support van het Instituut om hun chemische samenstelling en grootte te bepalen. De onderzoekers ontdekten hoge niveaus van veel voorkomende kunststoffen:polystyreen, polyethyleen, polypropyleen en meer - in hun monsters. Vervolgens, het berekenen van de vorm en massa van de microplastic deeltjes, samen met de gemiddelde windrichtingen en snelheden over de oceanen, het team toonde aan dat de bron van deze microplastics hoogstwaarschijnlijk de plastic zakken en ander plastic afval waren dat bij de kust was weggegooid en honderden kilometers verderop in de oceaan terechtkwam.

Bij controle van het zeewater onder de monsterlocaties bleek hetzelfde soort plastic als in de spuitbus, ondersteuning bieden voor het idee dat microplastics de atmosfeer binnendringen via bellen op het oceaanoppervlak of worden opgepikt door wind, en worden op luchtstromen naar afgelegen delen van de oceaan getransporteerd.

"Als microplastics eenmaal in de atmosfeer zijn, ze drogen uit, en ze worden blootgesteld aan UV-licht en atmosferische componenten waarmee ze een chemische interactie aangaan, " zegt Trainic. "Dat betekent dat de deeltjes die terugvallen in de oceaan waarschijnlijk nog schadelijker of giftiger zijn dan voorheen voor elk zeeleven dat ze opneemt."

"Daarbovenop, " voegt Vardi toe, "Sommige van deze kunststoffen worden steigers voor bacteriegroei voor allerlei soorten zeebacteriën, dus plastic in de lucht zou een gratis ritje kunnen bieden aan sommige soorten, inclusief pathogene bacteriën die schadelijk zijn voor het leven in zee en de mens."

"De werkelijke hoeveelheid microplastic in de aerosolen van de oceaan is vrijwel zeker groter dan wat onze metingen lieten zien, omdat onze opstelling die deeltjes kleiner dan een paar micrometers niet kon detecteren, " zegt Trainic. "Bijvoorbeeld, naast kunststoffen die in nog kleinere stukjes uiteenvallen, er zijn de nanodeeltjes die aan cosmetica worden toegevoegd en die gemakkelijk in de oceaan worden gewassen, of worden gevormd in de oceaan door microplastic fragmentatie."

Maat, in het geval van plastic deeltjes, maakt uit, niet alleen omdat lichtere exemplaren langer in de lucht kunnen blijven. Als ze op het wateroppervlak landen, ze worden eerder opgegeten door even klein zeeleven, die, natuurlijk, kan ze niet verteren. Dus, elk van deze deeltjes kan een marien organisme schaden of zich een weg banen door de voedselketen en in ons lichaam.

"Laatste, maar niet de minste, zoals alle spuitbussen, microplastics worden onderdeel van de grote planetaire cycli, bijvoorbeeld koolstof en zuurstof - omdat ze interageren met andere delen van de atmosfeer, ", zegt Koren. "Omdat ze zowel licht van gewicht als langlevend zijn, we zullen meer microplastics in de lucht zien transporteren naarmate het plastic dat onze oceanen al vervuilt uiteenvalt, zelfs als we geen plastic meer aan onze waterwegen toevoegen", voegt hij eraan toe.