Mikroplast: Det dolda hotet i havet

Östersjön ligger spegelblank och solen gassar. Vår båt – en 22 meter lång tidigare kappseglingsbåt med namnet Sea Dragon – går för motor.

– Det lönar sig inte att sätta segel, säger vår kapten Eric Loss.

Sea Dragon konstruerades för att delta i en tävling runt jorden, men numera används hon som forskningsbåt. Ombord finns en besättning på tre personer och två forskare från forskningscentrumet Människa–Teknik–Miljö, MTM, vid Örebro universitet. Med på båten är också ett antal frivilliga deltagare samt ett filmteam som dokumenterar expeditionen. Alla letar vi efter mikroskopiskt små plastbitar i Östersjöns vatten.

Att världshaven är fulla med plastskräp är välkänt, och svenska vatten utgör inget undantag. Den totala plastmängden är däremot okänd, även om skräpinsamling vid våra stränder ger en fingervisning om problemets omfattning.

År 1992 gjordes ett försök att rensa den norra delen av västkusten från skräp. Drygt 200 personer deltog i arbetet och under sex månader samlade man ihop 15 000 kubikmeter skräp. Det motsvarar ungefär 90 000 fulla sopsäckar. Västkuststiftelsen, som samordnade saneringsarbetet, uppskattar att mellan 3 000 och 8 000 kubikmeter skräp spolas upp vid västkusten varje år. Plastföremål utgör ungefär 90 procent av skräpet. Situationen är lika illa på ostkusten. Helsingforskommissionen, Helcom, har beräknat att det kan finnas mer än tio skräpföremål per meter strand i tätbebyggda områden.

Plast som hamnar i havet stannar i havet, men den ändrar skepnad med tiden. Vattnets rörelser och den mekaniska nötningen mot stränder och stenar medför att plasten sönderdelas. Solens UV-strålning hjälper också till; den gör plasten skör så att sönderdelningen går snabbare. Tidens tand förvandlar stora plastbitar till allt mindre – och allt fler – plastfragment. Till slut är de så små att de inte kan ses med blotta ögat. Det ger en illusion av att plasten försvunnit, att den har brutits ner till sina beståndsdelar. Men under senare år har ett flertal forskare uppmärksammat att plasten finns kvar i form av mikroskopiskt små plastfragment – som flyter runt i vattnen som ett slags konstgjort plankton. Det är denna mikroplast vi ska undersöka.

– I nuläget vet vi inte hur mycket mikroplast det finns i Östersjön och därför vet vi inte omfattningen av detta miljöhot, säger Bert van Bavel, som är professor i kemi vid MTM på Örebro universitet, och som deltar i expeditionen.

Haven innehåller låga koncentrationer av gifter som människan släppt ut. Det är till exempel bekämpningsmedel mot insekter och ogräs, och olika industriella kemikalier. Många av dessa ämnen skyr egentligen vatten, de kallas hydrofoba. För att undkomma vattnet fäster gifterna på plastbitarna. Det betyder att plastbitarnas gifthalter kan öka avsevärt. Amerikanska forskare har visat att mikroplast som tar upp miljögifter ur vattnet kan förgifta planktonätande fiskar, som förväxlar mikroplast och plankton.

Polystyren är en av de vanligaste råvarorna inom plastindustrin. Forskarna placerade millimeterstora polystyrenkulor i vattnet i en hamn vid San Diegos kust. Mikroplasten fick ligga i vattnet i tre månader. Kemiska analyser visade att mikroplasten tog upp stora mängder giftiga ämnen ur vattnet. Halterna av PCB ökade 15 gånger. Även halterna av polycykliska aromatiska kolväten, PAH, ökade kraftigt. PAHs är cancerogena ämnen som kan bildas vid förbränning av petroleumprodukter. Den förgiftade mikroplasten blandades med fiskfoder som gavs till medakafiskar – en asiatisk art som är ett par centimeter lång. Utfodringen pågick två månader, sedan dissekerades fiskarna. Det visade sig att mikroplasten hade orsakat leverskador. En stor tumör hittades i levern på en av fiskarna. Forskarna fann även sår i fiskarnas magar som sannolikt hade orsakats av mikroplasten.

Det finns knappt några studier som har dokumenterat den här typen av skador från mikroplast hos frilevande havsorganismer – resultaten kommer huvudsakligen från laboratorieförsök, där forskarna kan bestämma hur mycket mikroplast som organismerna får i sig. Detta är en av orsakerna till att det är viktigt att undersöka hur mycket mikroplast det finns i haven – är nivåerna tillräckligt höga för att orsaka skador?

Under eftermiddagen på expeditionens andra dag når vi den första provtagningsplatsen. Den är belägen ungefär 20 mil öster om den blekingska kusten, i höjd med Karlshamn. Vi sjösätter en trål med ett mycket finmaskigt nät, som egentligen är avsedd för provtagning av plankton, men som även fångar upp mikroplast som flyter med ytvattnet. Trålen får ligga i vattnet en timme och ”fångsten” består av organiskt material, småfisk och kryp samt plastbitar av olika storlekar. Att sortera och studera proverna är ett tidsödande arbete.

Ett av målen med expeditionen är att prova en ny metod för provtagning av mikroplast: en pumpanläggning som automatiskt sorterar plast och skräp i vattnet efter storlek så att analyserna går snabbare. Pumpen har utvecklats inom EU-projektet Clean sea, där MTM ingår. Den kan suga upp 20 000 liter vatten per timme och vattnet passerar tre filter med olika täthet. Plast och annat skräp som följer med vattnet in i pumpen sorteras upp i tre olika storleksklasser – det tätaste filtret kan fånga upp partiklar som är några hundradels millimeter stora.

– Tanken är att vi ska kunna ta många prover på kort tid och även utföra analyser av proverna ombord, säger Bert van Bavel.

Efter pumpningen placeras filtren som fångar upp plastpartiklarna i en spektrofotometer som arbetar med infrarött ljus. Olika plastsorter – som pvc, polystyren och polyeten – absorberar olika våglängder av IR-ljus vilket ger dem mer eller mindre unika signaturer. Det medför att det går att fastställa vilken typ av plast som fragmenten består av. Ett speciellt datorprogram jämför fragmentens IR-signaturer med kända plastsorter i en databas.

– Vi kan se vilka sorters plaster som proverna innehåller och också fördelningen mellan plastsorterna, säger Bert van Bavel.

Fördelningen av plastsorter kan ge en fingervisning om varifrån mikroplasten kommer. Polyvinylklorid, pvc, används vid tillverkning av långlivade produkter som avloppsrör och kabelisolering, medan exempelvis polystyren används vid framställning av engångsartiklar som emballage, plastbestick och muggar. Dessutom kan man få reda på om vattnet innehåller ”färdig” mikroplast, det vill säga mikroskopiska plastkulor som utgör själva råvaran vid tillverkning av plastföremål.

– Det är viktigt att ta reda på mikroplastens ursprung, eftersom den informationen behövs som beslutsunderlag för politiker och myndigheter som vill försöka begränsa plastföroreningen av havsmiljön, säger Bert van Bavel.

Även om det i dagsläget saknas kunskap om mikroplastens miljöeffekter så är det bevisat att större plastbitar utgör ett hot mot livet i haven.

Åtminstone 30 arter av valar och samtliga arter av havssköldpaddor får i sig plast när de äter. Även sjöfåglarna drabbas. Forskare från Nederländerna har undersökt maginnehållet hos drygt 1 000 stormfåglar som har hittats döda på Nordsjöns stränder. Fåglarna hade i genomsnitt ett trettiotal plastfragment i magen med en sammanlagd vikt på 0,3 gram. Vikten kan framstå som liten, men plastskräpets volym var stor. Om man räknar om volymen så att den blir representativ för en människas kropp, så motsvarar den en lunchlåda full med skräp. En stormfågel hade 20 gram plast i magen, vilket motsvarar två kilo skräp i en människomage.

Många sjöfåglar fastnar i fiskebåtarnas trålar och drunknar. Japanska forskare har undersökt maginnehållet hos tolv sjöfåglar av arten kortstjärtad lira, som hade dött till följd av trålning. De fann plast i magen på samtliga fåglar. Plasten i tre fågelmagar innehöll höga halter av bromerade flamskyddsmedel, ämnen som gör plasten mindre brandfarlig. Samma flamskyddsmedel fanns i de här fåglarnas fettvävnad, vilket indikerar att fåglarnas kroppar tog upp gifterna som fanns i plasten.

Ombord på Sea Dragon har det blivit dags att prova den nya pumputrustningen som ska mäta mikroplasternas nivåer i Östersjöns ytvatten. Men tekniken krånglar, kontrollsystemet som både skickar och tar emot data från pumpen börjar visa underliga värden. Sedan slocknar kontrollpanelen, och det verkar som om elektroniken har blivit överhettad. Pumpen stannar.

– Detta är ett bakslag som äventyrar hela expeditionen, säger Bert van Bavel.

Nu börjar en jakt på reservdelar till pumpen. Via båtens satellittelefon får MTM-forskaren veta att teknikern som kan laga pumpen befinner sig i Kina. Planen är att teknikern ska ta första bästa flyg till Danmark där reservdelarna finns, och sedan fortsätta till Stockholm för att kunna möta oss i Sandhamn, dit Sea Dragon beräknas anlända om drygt två dygn.

Ju finare filter eller nät som används vid provtagning, desto fler plastpartiklar fångas upp. Detta har visats vid bland annat en serie mätningar som utförts i svenska kustvatten. Nät med maskor som var 0,45 millimeter fångade upp ett fåtal plastpartiklar per kubikmeter vatten, medan nät med maskor på 0,08 millimeter samlade in tusen gånger fler partiklar. Det rörde sig inte bara om plast, utan även sotpartiklar och gummirester fastnade i det finmaskiga nätet. Provtagningarna visade också att halterna av mikroplaster kan vara mycket höga lokalt. Vattnet i en industrihamn innehöll drygt 100 000 partiklar per kubikmeter. Merparten av dessa partiklar var sannolikt plastråvara som används vid framställning av plastprodukter.

– Det är svårt att jämföra resultaten från olika undersökningar och regioner, eftersom det inte finns några standardiserade mätmetoder, säger Bert van Bavel.

Forskarna är inte heller eniga om vilka partiklar som ska räknas som mikroplast. Men en förhållandevis vanlig definition är plastbitar inom storleksintervallet 0,3–5,0 millimeter. Plastbitar som är större än så brukar kallas makroplast, och plastbitar som är mindre än mikroplast kallas ibland nanoplast. Man kan säga att mikroplast har ungefär samma storlek som grovkornigt salt, medan nanoplast kan jämföras med finmalet mjöl.

Ett av målen med EU-projektet Clean sea är just att försöka standardisera mätmetoderna, och förhoppningen är att den nyutvecklade pumpen och analysmetoderna ska kunna bidra till detta.

Det har blivit natt och vinden har tilltagit något. Vår kapten beslutar att det är dags att hissa storseglet, en manöver som kräver all muskelstyrka för att seglet ska komma upp i toppen av den 29 meter höga masten. Därefter kan vi äntligen stänga av den högljudda motorn. Det blir nästan overkligt tyst, och det enda som hörs är ett svagt surrande från båtens strömalstrande vindgeneratorer.

Under däck råder full aktivitet, trots den sena timmen. Här pågår analyser av proverna från plasttrålningen, under överinseende av Ingrid Ericson Jogsten från MTM. Hon är expert på marina miljögifter och ska göra giftanalyser på plastskräpet och också på vattenprover som vi tagit upp med en vanlig hink.

– Hinken är definitivt vårt pålitligaste verktyg, muttrar Bert van Bavel.

Ingrid Ericson Jogsten placerar en centimeterstor plastbit under mikroskopet. Den åskådliggör ett potentiellt problem med skräpet i haven. Det sitter nämligen en mussla på plastbiten – den är så liten att den inte syns med blotta ögat. Fastsittande arter som musslor – men även andra organismer – kan lifta med skräpet i haven och på så sätt spridas till nya miljöer.

Växtplankton utgör basen i havets näringskedja. De är för små för att få i sig mikroplast, men kan ta upp de allra minsta plastpartiklarna, nanoplasten. Det har svenska forskare visat.

Forskarna odlade växtplankton i vatten som innehöll nanoplast med en koncentration på 0,01 procent. Växtplanktonet användes som föda åt millimeterstora kräftdjur, dafnier. De tillhör gruppen djurplankton som befinner sig ett snäpp högre upp i näringskedjan än växtplankton. Sedan fick rudor – det vill säga fiskar – äta upp dafnierna. Nanoplasten i försöket var fluorescerande polystyrenkulor som avger ett karakteristiskt ljus. Nanopartiklarna i magarna på dafnierna avtecknade sig som små ljuspunkter i forskarnas mikroskop. Det visade sig att dafnierna fick i sig nanopartiklar när de åt växtplankton.

Nanopartiklar överfördes också till fiskarna som åt dafnier och detta påverkade fiskarnas hälsa: de blev slöa och tappade vikt. Forskarna kunde konstatera att nanopartiklarna band till proteiner som var nödvändiga för fiskarnas fettinlagring.

Försöket visar att nanopartiklar tar sig in i botten av näringskedjan och sprider sig uppåt och att detta får konsekvenser för djur som befinner sig högre upp i näringskedjan.

Det finns även forskning som visar att musslor tar skada av nanoplast. Musslorna lever av att filtrera ut näringspartiklar ur vattnet. Brittiska forskare har visat att blåmusslor kan få i sig nanoplast via födan och att dessa inte stannar i blåmusslans mage, utan passerar magväggen och hamnar direkt i kroppsvätskan – hemolymfan. Forskarna fann också nanoplast i celler som ingår i musslornas immunsystem. Forskningsresultaten är oroande: om musslornas celler tar upp nanoplast från födan så bör samma sak kunna ske i våra kroppar, när vi äter musslor, fiskar och andra vattenlevande djur som innehåller nanoplast.

Efter fyra dygn till havs når vi Sandhamn. Vår kapten backar elegant in den stora båten i hamnen. Här slutar resan för min del. Även Bert van Bavel kliver av båten. Han ersätts av Anna Kärrman, även hon verksam vid MTM och huvudansvarig för expeditionen – som kommer att pågå ytterligare några veckor.

Senare, när jag är tillbaka på redaktionen, upptäcker jag att nya rön har publicerats om plastföroreningarna i haven. Ett forskarteam under ledning av professor Carlos Duarte vid University of Western Australia har beräknat den totala mängden plast i de fem världshavens ytvatten. Beräkningarna är baserade på drygt 3 000 trålningar efter plast och visar att ytvattnen innehåller 7 000–30000 ton plast, vilket är förvånansvärt lite. Under 1970-talet beräknade amerikanska forskare att haven tog emot cirka 45 000 ton plast årligen, och sedan dess har den globala plastproduktionen femdubblats. Carlos Duarte har tillsammans med sina kolleger beräknat att det borde finnas 100 gånger mer plast i världshavens öppna vatten. Enligt Carlos Duarte innebär det inte att 99 procent av plasten har försvunnit från haven, utan orsaken är att man inte kan hitta den.

Forskarna har flera teorier om vart den försvunna plasten har tagit vägen. En förklaring kan vara att plastbitarna blir övervuxna av alger så att de tyngs ner och sjunker till botten. Men frågan är om de stannar där. Påväxten som tynger plastbitarna borde brytas ner i den syrefattiga bottenmiljön, vilket borde medföra att plasten flyter upp till ytan, där den återigen kan bli bevuxen och tung. Det skulle kunna leda till en långsam cirkulation av mikroplast mellan yta och djupare vatten, resonerar forskarna.

En annan teori är att den försvunna mikroplasten befinner sig i magarna på djuphavslevande fiskar av släktet Cyclothone. De här fiskarna är små, har stora ögon och är självlysande. De anses var den mest talrika gruppen av ryggradsdjur på vår jord – deras totala vikt har uppskattats till en miljard ton. Men forskarna bakom den nya studien anser att detta är en grov underskattning. Enligt deras beräkningar är beståndet tio gånger större. De små självlysande fiskarna tillbringar dagen på flera hundra meters djup men kommer upp till ytan under natten för att äta djurplankton, vilket medför att de kan råka få i sig mikroplast som finns bland planktonet.

Forskarnas provtagningar stöder den teorin. Det finns nämligen alldeles för lite plastfragment i storleksintervallet 1–5 millimeter bland plasten som fångades upp under trålningarna, det vill säga det saknas en väldig massa mikroplast med samma storlek som djurplankton. Forskarna hittade även mikroplast i magen på fiskarna. Frågan är vad som händer med mikroplasten efter det att den har hamnat i fiskmagarna: kommer den ut igen den naturliga vägen eller hamnar plasten i bottensedimenten när fiskarna dör? Eller förs den vidare till större djur som äter av de små djuphavslevande fiskarna?

En dryg vecka har passerat sedan jag lämnade expeditionen i Sandhamn. Jag ringer Anna Kärrman för att höra hur det har gått på de sista etapperna av expeditionen. Hon berättar att pumpen har fungerat men att vissa provtagningar fått ställas in på grund av kraftig sjögång. Analyserna av proverna är inte färdiga och hon vill inte spekulera över hur mycket plast det finns i Östersjöns vatten.

– Men visst finns det mikroplast i proverna, man kan se små färgglada plastbitar i dem, säger hon.

Anna Kärrman kommer att analysera gifthalterna i mikroplasten från expeditionen.

– Östersjön är ett av världens mest förorenade ekosystem, så det är troligt att mikroplasten tar upp gifter ur Östersjöns vatten, säger hon.

Mycket av skräpet i världshaven driver med havsströmmarna och hamnar så småningom i de stora havsvirvlarna där vattnet sakta cirkulerar. Här kan koncentrationen av mikroplast vara skyhög. Om man kunde plocka upp plasten som finns i havsvirvlarna så skulle plastsföroreningen av haven minska avsevärt. Men än så länge har ingen lyckats presentera en realistisk plan för hur det skulle gå till. Ett av problemen är att man inte kan fiska upp mikroplast utan att få med plankton och andra små havsorganismer.

– Det är sannolikt omöjligt att fiska upp mikroplasten utan att påverka havens näringskedjor, säger Anna Kärrman.

Bert van Bavel är lika pessimistisk.

– Den mikroplast som redan finns i haven blir vi nog inte av med. Man får försöka begränsa inflödet av ny plast till haven i stället.

Men det går att plocka upp större skräpföremål ur haven. Kommunernas internationella miljöorganisation, KIMO, driver ett projekt som kallas Fishing for litter, där yrkesfiskare från England, Skottland, Belgien, Nederländerna och Sverige deltar. Plast och annat skräp som hamnar i näten under fisketurerna tas med iland i stället för att kastas tillbaka i havet. Båtarna som deltar i projektet får tillgång till stora säckar som skräpet kan förvaras i ombord, och som enkelt lastas av i hamn.

Konsumenter kan också hjälpa till med att minska inflödet av mikroplast till haven. En del konsumentartiklar som kosmetika, tandkräm och polermedel innehåller slipmedel i form av mikroplast. När vi använder produkterna hamnar plastpartiklarna i avloppet och nästa anhalt blir havet, eftersom partiklarna är för små för att fångas upp i reningsverken. Problemet kan undvikas genom att man läser innehållsförteckningen, och helt enkelt bojkottar de produkter som innehåller plast.