JPI Oceans - Mikroplast - WEATHER-MIC - NGI - How microplastic weathering changes its transport, fate and toxicity in the marine environm

Store mengder plast fra blant annet elver, søppelfyllinger og vannrenseanlegg ender opp i havet. Denne plasten er ofte fragmentert i små biter, som kan være vanskelig å se med det blotte øye. Slik plast omtales som mikroplast. Forskningsprosjektet WEATHER-MIC undersøker prosessene som kontrollerer transport, skjebne og toksisitet av mikroplasten, som igjen påvirkes av nedbrytning forårsaket av sollys, bakterier, bølger, temperatursvingninger og andre prosesser. Slik nedbrytning viste seg å ha avgjørende betydning for skjebnen og påvirkningsgrad i miljøet. De viktigste nedbrytningsprosessene er de som påvirker partikkelstørrelsesdistribusjonen og utlekking av miljøgifter fra plasten. Partikkelstørrelsesdistribusjonen styres blant annet av aggregering av mikroplasten, som fremskyndes av biofilmdannelse rundt partiklene. Dette medfører at plasten synker og lettere tas opp av organismer i havet. Mikroplasten kan også fragmenteres til mindre partikler. Dette forekommer gjerne i havområder med mye turbulens og sollys, som i kystnære områder. Mange av prosessene som påvirker mikroplast i havet fører over tid til at plasten synker og akkumuleres dypere i vannsøylen eller i sedimenter. Det trengs derfor mer forskning på mikroplastforekomster i disse miljøene. Kunnskap om utlekking av tilsett miljøgifter, som bisfenoler, fra plasten og dens påvirkning på organismer i havet er svært viktig. Det er slike tilsett kjemikalier som skiller plast fra naturlige partikler. Kjemikalier som tilsettes plasten er funnet å være betydelig mer skadelig for miljøet enn kjemikalier som stammer fra nedbrytning av selve polymeren. Derfor er for eksempel plast som stammer fra elektroniske produkter mer skadelig for miljøet enn plast som brukes til emballasje, fordi plast fra elektroniske produkter inneholder flere kjemiske tilsetninger. Vår anbefaling for videre undersøkelser er å studere plast som er nedbrutt under realistiske forhold, og som har kjente forekomster av kjemiske tilsetningsstoffer. Spesielt kystnære områder og elveutløp er relevante miljøer å studere. Slik kunnskap vil kunne forbedre risikovurderinger av plastforurensning for ulike miljøer og forhold.

WEATHER-MIC has contributed to regulations, policies and management practices, such as the Position Paper by the Marine Strategy Framework Directive Technical Group on Marine Litter and a presentation at the UN Ocean Conference, "Multilateral science-policy processes generating the evidence to underpin SDG implementation". The project contributed with advice and exhibits to the mobile ship container-based exhibition OceanPlasticsLab. The NGI has also contributed to several public awareness campaigns include a collaboration between the Race for Water Odyssey and WEATHER-MIC. This project has led to several Masters students, including 3 MSc and 1 summer student hosted by the NGI. Methods developed to quantify microplastic in sediments have been used in commercial projects by the NGI, and is now in the catalogue of laboratory services. Several research projects within the consortium have been proposed or secured, including a follow-up, u-Path, with the entire consortium.

Understanding the hazards posed by microplastics in the sea requires understanding the changes they undergo as a result of various environmental weathering processes, like UV exposure, biofilm growth and physical stress. These processes will influence parameters such as their brittleness, density, size and surface charge, which can in turn affect their environmental fate as the microplastics undergo fragmentation, aggregation and ultimately sedimentation or mineralization. Changes that lead to fragmentation or mineralization into benign fragments or molecules will reduce potential hazards; though changes that lead to the production of problematic size fractions (e.g. that can accumulate in gills) and release toxic chemicals will increase potential hazards. Similarly, the influence on mobility of plastics and the contaminants they contain are wide-ranging. The WEATHER-MIC project assembles a multidisciplinary consortium of European experts from five institutes and four countries (UFZ Germany, ACES Sweden, NGI Norway, Fraunhofer IKTS Germany and KUL Belgium) that together will develop novel tools to tackle the complex implications of weathering of microplastics in a holistic manner. The toolbox of analytical and (eco)toxicological methods, models,and new knowledge that WEATHER-MIC seeks to establish and validate in case studies for the Baltic Sea and Oslo Harbor will consist of: -fingerprinting methods to track microplastic weathering (ACES) -mechanisms of chemical release from microplastics (ACES, UFZ, NGI) -advanced particle imaging methods to investigate size distribution and morphological changes with weathering (IKTS) -improved understanding of ecological information on the biofilm that accumulates on microplastics and its trophic transfer (ACES) hydrodynamic models to account for changes in sedimentation and transport with microplastic fragmentation-aggregation (KUL, NGI), -toxicity profiles for weathered microplastics (UFZ).