Onderzoek uitgevoerd in de Light-Matter Interactions for Quantum Technologies Unit van de Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) heeft de aanwezigheid van kleine microplastics in de oceaan rondom Okinawa aan het licht gebracht. De studie is gepubliceerd in Wetenschap van de totale omgeving.

"Er is veel onderzoek gedaan naar grotere stukken plastic in de oceaan, " zei Christina Ripken, doctoraat student in de eenheid en hoofdauteur van het papier. "Maar de kleinere stukken, die kleiner zijn dan 5 mm, niet in de schijnwerpers gestaan, dus het was belangrijk om vast te stellen of ze aanwezig zijn en welke impact ze kunnen hebben op levende organismen."

Okinawa was een interessante plaats om dit onderzoek uit te voeren. Een kleine, subtropisch eiland in het zuiden van Japan, het is omgeven door koraalriffen, wat betekent dat de oceaan rond de stranden afhankelijk is van oppervlaktewater en wind. Het wordt ook beschouwd als een 'blauwe zone' - een regio met een uitzonderlijk lange levensduur. Daarom, de onderzoekers vonden het cruciaal om de vervuiling van de oceaan te monitoren, omdat dit nadelige gevolgen kan hebben voor deze bewoners.

In samenwerking met de regering van de prefectuur Okinawa, Christina voerde de bemonstering uit in september 2018. Zes locaties werden bezocht in de buurt van de kustlijn van het eiland. Om naar verschillende gebieden te kijken, twee van de locaties waren in het zuiden van het eiland, twee waren rond het centrum, en twee naar het noorden. in Naha, de hoofdstad van de prefectuur Okinawa, er werden monsters genomen naast de industriehaven en de luchthaven. Naha heeft een geschatte bevolking van meer dan 300, 000 inwoners, die een vierde van de totale bevolking van het eiland vertegenwoordigt. In tegenstelling tot, Kaap Hedo, in het uiterste noorden van het eiland, heeft een zeer lage bevolking en is aanzienlijk minder verstedelijkt.

Op elke locatie, het oppervlaktewater werd een kilometer lang gesleept, waardoor ongeveer 800 liter water kan worden gefilterd en kleine deeltjes kunnen worden verwijderd. Deze deeltjes werden vervolgens geanalyseerd in het laboratorium van OIST.

Christina werkte samen met Dr. Domna Kotsifaki, stafwetenschapper bij de unit Light-Matter Interactions for Quantum Technologies, die twee technieken combineerde - de optische pincettechniek en de micro-Raman-techniek - om een ​​nieuwe manier te bieden om de deeltjes te analyseren.

De optische pincettechniek maakt gebruik van lasers om het deeltje in de vloeistof te houden, terwijl de micro-Raman-techniek de unieke moleculaire vingerafdruk van elk deeltje identificeerde. Hierdoor konden de onderzoekers precies zien wat er aanwezig was, of dat nu organisch materiaal is, spoor metaal, of verschillende kunststoffen zoals polyethyleen of polystyreen.

"Deze methode onderscheidt de studie van ander onderzoek naar mariene microplastics, " zei Dr. Kotsifaki. "Het betekende dat we het plastic niet eerst moesten uitfilteren, zodat we konden zien of er plastic in organisch materiaal was ingebed of dat er sporenmetalen aanwezig waren en de concentratie van de plastics in het bemonsterde zeewater."

Zoals te verwachten is, de onderzoekers ontdekten dat er ten zuiden van het eiland meer plastic in het water zat dan in het noorden. Maar enigszins verrassend, ze ontdekten dat het plastic meer correleerde met waar mensen woonden dan met bijzonder geïndustrialiseerde gebieden.

wat betreft ze vonden plastic in alle monsters.

Meer dan 75% van het plastic dat in de monsters werd gevonden, was gemaakt van polyethyleen, waarvan de onderzoekers dachten dat ze afkomstig konden zijn van kapotte visuitrusting, doppen van waterflessen, huishoudelijke gebruiksvoorwerpen, plastic zakken, plastic containers, en verpakking.

"In de vissersgemeenschappen in de havens en stranden waar de vis wordt aangevoerd, arbeiders gebruiken zakken van geweven polymeer om voorwerpen, waaronder vis, op te slaan en te vervoeren, "zei Christina. "Dit is een voorbeeld van hoe de kleine stukjes plastic in de oceaan kunnen uitspoelen."

Een andere manier is door plastic in wegstof. Recent onderzoek heeft een hoge concentratie microplastics gevonden in stofmonsters die zijn genomen van de wegen van de zwaar verstedelijkte gebieden van Okinawa, die veel autoverkeer hebben. Een deel van dit wegstof kan nu worden gevonden in de oceaan rond Okinawa.

"We vonden meer plastic rond het sterk verstedelijkte gebied in het zuiden van het eiland dan rond het geïndustrialiseerde centrum of het landelijke noorden, maar overal vonden we plastic, "zei Christina. "Onze methode zorgt ervoor dat we een duidelijker beeld hebben van de prevalentie van microplastics rond Okinawa en dit kan leiden tot risicoanalyse en beleidsbeïnvloeding. We hopen dat het het gebied van milieuonderzoek een boost zal geven."