Stipendiatstilling 1 NIVA (2020-2023)

Produksjon og bruk av plast- og gummiprodukter har ført til økende mengder avfall i miljøet, der disse materialene brytes ned til mindre partikler over tid. Selv om problemet med plastavfall er godt kjent, er det mindre kunnskap om effektene av de kjemiske tilsetningsstoffene som brukes i disse materialene, og som kan lekke ut og påvirke marine organismer. Dette doktorgradsprosjektet fokuserte på å forstå hvordan gummibaserte mikroplastpartikler og deres tilhørende kjemikalier påvirker livet i havet, med blåskjell (Mytilus edulis) som modellsystem. Den første delen av prosjektet utviklet nye metoder for å studere hvordan små plastpartikler samhandler med blåskjellenes immunceller (hemocytter). Ved bruk av strømningscytometri, en rask og sensitiv teknikk, ble endringer i cellehelsen målt etter eksponering for nanoplast. Resultatene viste at selv kortvarig eksponering kunne skade immuncellene og påvirke deres overlevelse og normale funksjon. Prosjektet gikk deretter videre til å studere vanlige forbrukerprodukter laget av gummi og plast, som bildekk, ballonger, skosåler og oppvaskhansker. Disse materialene viste seg å slippe ut kjemiske blandinger i sjøvann, som ga tydelige negative effekter på blåskjellceller, selv ved lave konsentrasjoner. Produkter laget av gummimaterialer hadde mer skadelige effekter enn plastflasker, noe som reflekterte det høyere innholdet av farlige kjemikalier i gummibasert avrenning. For å bedre forstå om det var partiklene i seg selv eller de kjemikaliene de frigir som forårsaker skade, ble blåskjell eksponert separat for bildekkpartikler, deres kjemiske avrenninger, og partikler som allerede hadde lekket sine kjemikalier. Resultatene viste at kjemiske tilsetningsstoffer var hovedårsaken til toksisitet, men at partiklene spilte en viktig rolle ved å fungere som langsiktige bærere av kjemikalier, som gradvis ble frigitt inne i blåskjellene over tid. Denne forlengede eksponeringen kan føre til mer varige biologiske skader og til slutt forstyrrelser i marine økosystemer. Kort oppsummert demonstrerte prosjektet at kjemiske tilsetningsstoffer i plast- og gummiprodukter utgjør en betydelig risiko for marine organismer, og at fysiske partikler kan forsterke og forlenge disse effektene. Resultatene fremhever viktigheten av å vurdere både kjemikaliene og partiklene når miljøpåvirkningen av plastforurensning skal vurderes. Ved å utvikle nye verktøy for å måle cellulære effekter og ved å levere detaljerte kjemiske og biologiske data, har prosjektet bidratt med viktig ny kunnskap som kan støtte fremtidige risikovurderinger og reguleringer knyttet til plast- og gummiforurensning. Funnene bidrar også til å øke bevisstheten om den mindre synlige, kjemiske siden av plastforurensning, og oppfordrer til bedre produktdesign og sterkere tiltak for å beskytte miljøet.

Dette prosjektet adresserte direkte betydelige kunnskapsmangler knyttet til miljøpåvirkningene av gummibaserte mikroplastpartikler og deres tilhørende kjemiske tilsetningsstoffer i det marine miljøet. Gjennom omfattende kjemiske analyser og toksikologiske vurderinger ved bruk av blåskjell (Mytilus edulis), ga prosjektet ny innsikt i de cellulære og fysiologiske responsene forårsaket av eksponering for både fysiske partikler og kjemiske utlekkingsprodukter fra vanlige gummibaserte forbrukerprodukter, inkludert materialer fra bildekk. Dette arbeidet tydeliggjorde de relative bidragene fra partikkel- og kjemikaliekomponentene til observert toksisitet, og fremhevet behovet for å vurdere begge ved evaluering av miljømessig risiko. Gjennom utvikling og anvendelse av integrerte metodologier innen analytisk kjemi og økotoksikologi, genererte prosjektet høyverdige data som er essensielle for å forbedre fare- og risikovurderinger av plast- og gummipartikler i akvatiske miljøer. Disse funnene gir spesifikke retningslinjer for utarbeidelse av utlekkingsprodukter, valg av relevante eksponeringsbetingelser, og bruk av relevante og følsomme biologiske endepunkter, som kan støtte konsistens på tvers av fremtidig forskning og bidra til utviklingen av standardiserte tilnærminger innen dette feltet. Resultatene oppnådd i dette prosjektet forventes å kunne informere fremtidige regulatoriske rammeverk ved å gi vitenskapelig robuste data om effektene av komplekse plastassosierte kjemiske blandinger på marine organismer. Prosjektets resultater bidrar også til bredere vitenskapelige initiativer som tar sikte på å styrke den miljømessige relevansen av økotoksikologisk testing og støtte implementeringen av forbedrede risikovurderingsprosedyrer for mikroplast. Gjennom målrettede formidlingsaktiviteter, inkludert presentasjoner på nasjonale og internasjonale vitenskapelige fora, har funnene fra dette prosjektet nådd akademiske miljøer, miljømyndigheter og allmennheten. Ved å formidle den mindre synlige, men kritiske rollen som kjemiske tilsetningsstoffer spiller i mikroplastforurensning, har prosjektet bidratt til å øke offentlig og vitenskapelig bevissthet om kompleksiteten i plastrelaterte miljøpåvirkninger, og støttet bredere diskusjoner om konsekvensene for marine økosystemer.