Sammendrag
Målet i dette masterprosjektet var å simulere forvitring av mikroplast (MP), flytende på
havoverflaten og i tidevannssonen, og undersøke de fysiske og kjemiske endringene over tid.
To forskjellige størrelser (10 og 100 μm) av polyetylen (PE) og polystyren (PS), ble eksponert
i roterende sjøvann i 80 dager, under to forskjellige forhold: (1) fotodegradering tilsvarende
≤616 gjennomsnittlige dager i Trondheim, og (2) mekanisk forvitring med sediment.
Mikroplast-ekstrahering involverte gravitativ separasjon, filtrering og tørking.
Overflatemorfologi og partikkelstørrelse ble undersøkt ved hjelp av lys- og
skanningelektronmikroskop (SEM), mens kjemiske analyser ble utført med Fourier Transform
infrarød spektroskopi (FTIR), og pyrolyse gasskromatografi massespektrometri (Pyr-GC/MS).
MP-prøvene inneholdt sedimentrester, sannsynligvis på grunn av heteroaggregering med
fragmentert sediment (leire). MP-partiklene hadde også et belegg av sediment, som i tillegg
akkumulerte i fordypninger på MP-partiklene. Overflateujevnheten på de fotodegraderte MPpartiklene
økte med forvitringstid. Fotodegradert PS var tydelig oksidert etter 80 dager, og en
rekke oksidasjonsprodukter og polymerfragmenter ble desorbert ved Pyr-GC/MS (250 °C).
Både PE og PS pyrolysekromatogram (600 °C) forandret seg med forvitringstid, noe som
indikerer kjedefragmentering og/eller utlekking av polymeroligomerer. Fragmentering ble ikke
observert for de minste MP-partiklene (10 μm), mens størrelsen på de største (100 μm)
mekaniske forvitrede MP-partiklene endret seg med forvitringstid. Størrelsen på potensielle
MP-fragmenter kunne ikke vurderes på grunn av et overlappende størrelsesområde med
gjenværende sediment. Tap av nanoplast (NP) fragmenter fra MP-overflaten er sannsynlig, men
analysemetodene var ikke anvendelig for partikler mindre enn 3 μm.
De eksperimentelle utfordringene understreker behovet for kvalitative analyser; gravitativ
separasion med NaCl er ineffektivt på uorganiske partikler <39 μm, og visuell identifisering av
MP-partikler er utilstrekkelig. Bruken av sfæriske, nye MP-partikler i abiotiske media
begrenser eksperimentenes miljømessige relevans. Det kan konkluderes med at nedbrytning i
stor grad settes i gang og akselereres av fotooksidering, og PS blir lettere fotooksidert enn PE.
Ingen publisert litteratur ble funnet ang. heteroaggregering av MP og leire i havmiljøet, som er
en tenkelig sedimenteringsmekanisme. Oksidering og heteroaggregering har implikasjoner for
bl.a. samspillet mellom MP og mikroorganismer, kjemisk adsorpsjon/desorpsjon,
fragmentering, transport og endelig skjebne i havmiljøet.
havoverflaten og i tidevannssonen, og undersøke de fysiske og kjemiske endringene over tid.
To forskjellige størrelser (10 og 100 μm) av polyetylen (PE) og polystyren (PS), ble eksponert
i roterende sjøvann i 80 dager, under to forskjellige forhold: (1) fotodegradering tilsvarende
≤616 gjennomsnittlige dager i Trondheim, og (2) mekanisk forvitring med sediment.
Mikroplast-ekstrahering involverte gravitativ separasjon, filtrering og tørking.
Overflatemorfologi og partikkelstørrelse ble undersøkt ved hjelp av lys- og
skanningelektronmikroskop (SEM), mens kjemiske analyser ble utført med Fourier Transform
infrarød spektroskopi (FTIR), og pyrolyse gasskromatografi massespektrometri (Pyr-GC/MS).
MP-prøvene inneholdt sedimentrester, sannsynligvis på grunn av heteroaggregering med
fragmentert sediment (leire). MP-partiklene hadde også et belegg av sediment, som i tillegg
akkumulerte i fordypninger på MP-partiklene. Overflateujevnheten på de fotodegraderte MPpartiklene
økte med forvitringstid. Fotodegradert PS var tydelig oksidert etter 80 dager, og en
rekke oksidasjonsprodukter og polymerfragmenter ble desorbert ved Pyr-GC/MS (250 °C).
Både PE og PS pyrolysekromatogram (600 °C) forandret seg med forvitringstid, noe som
indikerer kjedefragmentering og/eller utlekking av polymeroligomerer. Fragmentering ble ikke
observert for de minste MP-partiklene (10 μm), mens størrelsen på de største (100 μm)
mekaniske forvitrede MP-partiklene endret seg med forvitringstid. Størrelsen på potensielle
MP-fragmenter kunne ikke vurderes på grunn av et overlappende størrelsesområde med
gjenværende sediment. Tap av nanoplast (NP) fragmenter fra MP-overflaten er sannsynlig, men
analysemetodene var ikke anvendelig for partikler mindre enn 3 μm.
De eksperimentelle utfordringene understreker behovet for kvalitative analyser; gravitativ
separasion med NaCl er ineffektivt på uorganiske partikler <39 μm, og visuell identifisering av
MP-partikler er utilstrekkelig. Bruken av sfæriske, nye MP-partikler i abiotiske media
begrenser eksperimentenes miljømessige relevans. Det kan konkluderes med at nedbrytning i
stor grad settes i gang og akselereres av fotooksidering, og PS blir lettere fotooksidert enn PE.
Ingen publisert litteratur ble funnet ang. heteroaggregering av MP og leire i havmiljøet, som er
en tenkelig sedimenteringsmekanisme. Oksidering og heteroaggregering har implikasjoner for
bl.a. samspillet mellom MP og mikroorganismer, kjemisk adsorpsjon/desorpsjon,
fragmentering, transport og endelig skjebne i havmiljøet.