PLAST MIKROFIBERFORURENSING I AKVATISK MILJØ. Andy Booth SINTEF Ocean

Transkript

1 PLAST MIKROFIBERFORURENSING I AKVATISK MILJØ Andy Booth SINTEF Ocean

2 Bakgrunn

3 Bakgrunn Evaluering av skjebne, effekter og skadebegrensende tiltak for mikroplastfiber-forurensing i akvatiske miljø

4 Tilnærming Risikovurdering av syntetiske polymerfibre Utvikle et beslutningsstøtteverktøy slik at klesprodusenter kan velge materialer med lavest mulig Forståelse av skjebne og mulige effekter til mikroplastfibre negativ miljøpåvirkning Optimalisere valg av polymer og egenskaper -> "Safe by design"

5 Skjebne i miljøet påvirkes av mange faktorer Polymerdegradering Miljøforhold Type plast Sollys (UV) Fysisk Mikrobiell Oksidering Hydrolyse Varme

6 Hva er relasjonen mellom opptak og giftighet? MPF opptak har blitt observert i flere arter på ulike nivåer i næringskjeden Hoppekreps Krill Blåskjell Børstemark Sandreke Sjøkreps Ulike fiskearter Men..effekter av MPF opptak er fortsatt uavklart

7 MPF polymer test materialer Polyester (PES) Polyakryl (PAA) Polyamid (nylon) Ull (referanse, naturfiber)

8 Hydrolyse av polyesterfibre optimering av analysemetodikk (ssnmr) Fremprovosert hydrolyse (degradering) av polyester ved ulik temperatur, tid og ph Faststoff NMR (ssnmr) anses som den beste teknikken for å detektere kjemiske endringer Hydrolyse av polyester med NaOH. 13 C CP/MAS NMR spectra of polyester mikrofibre før (rød, øverst), og etter (nederst, blå) hydrolyse.

9 Akselerert mekanisk aldring av mikroplastfibre Simulering av mekanisk degradering i sedimenter Ferskvann Sjøvann Økt temperatur (55, 65 and 75 C) akselerer prosessen (kan studere aldring over et lengre tidsperspektiv enn prosjektet tillater) Separat studie ser på aldring ved realistiske forhold (5-20 C) Endring i polymerkjemi (NMR) Endring i overflatestruktur (SEM) Ingen synlige polymer/strukturendringer etter 3 måneder

10 Akselerert UV aldring av mikroplastfibre Polyester Polyamid Polyakryl Før eksponering Eksponering på overflaten av sjøvann/ferskvann Endring i polymerkjemi Struktur og overflateendringer Utlekking av tilsatte kjemikalier (fargestoffer, UV-stabilisatorer, myknere osv) Etter 5 måneder eksponering 10

11 Sorpsjon av organiske miljøgifter til mikroplastfiber Phenanthrene Fluoranthrene Betydning for: Biotilgjengelighet Degradering Transport M Adsorption Isotherms C MP C FREE Miljøgifter løst i vann (C total ) Tilsett mikroplastfibre Oppnå likevekt

12 Eksponeringsstudier med mikroalger Endepunkter: Klorofyll a fluorescens Stress påført alger kan føre til endringer i fotosyntesemaskineriet Klorofyll a fluorescens kan virke som en proxy for produksjon og aktivitet av molekylet i fotosyntese Måles alene, eller i forhold til lipidinnhold Emisjonsspektre av A. protothecoides-celler farget med BODOPY 505/515. Stiplet linje viser oljerike celler, kontinuerlig strek viser oljefattige celler. Forholdet mellom klorofyll- og lipidfluorescens varierer ut i fra lipidinnholdet. Lipidkvantifisering vha. Nile Red-farging Stress påført alger kan føre til økt energilagring i form av lipidvesikler Kvantifisere nøytrale lipider i mikroalger ved farging med Nile Red (fluorokrom) Mikroskopering av alger farget med Nile red: A) og B) lipid-fattige (4.4% oljeinnhold dw) alger. C) og D) lipidrike algeceller (54.7% oljeinnhold, dw). Lysmikroskopi (venstre) og epifluorescens illuminering (høyre) med grønt eksitasjonsfilter (510 nm). Fargede lipidvesikler fluorescerer ved 604 nm. Storms, Z. J et al. (2014)

13 Eksponeringsstudier med mikroalger Eksponering: Aspect ratio (3) Lengde (60 mm) Diameter (~18 mm) PES PA Ull

14 Mikrofiberutslipp fra husholdningsvaskemaskiner En helt vanlig vaskemaskin med spesialbygde filtere for oppsamling av mikrofiber 100 µm 20 µm Testprøver: Tøy i ulike polyestermaterialer (fleece, vevd, strikket) Mopper og kluter Stor forskjell på ulike materialer Flest fibre avgis i første vask Mengden fiber avtar med gjentatte vask

15 Workshop om skjebne av mikrofiber Oslo 15. juni 2018 Deltakere fra industri/forskning/myndigheter med interesse knyttet til hele livssyklusen til tekstiler Bergans Stormberg Varner HellyHansen Lilleborg GD Textiles-Taiwan Electrolux Clean Oslo VVAS CAMBI Miljødirektoratet Forskningsrådet SINTEF NTNU Hoenstein SWEREA Formål: Minimere mikrofiberforurensing i fremtiden Mikrofiber-livssyklus

16 Andre ringvirkninger Innspill for muligheter til oppsamling av mikrofiber i satsningen Circular Clean up Floke Informasjon til støtte for utvikling av et "blokasjefritt" mikrofilter (søknad til NFR Nano2021 program) Helly Hansen har begynt å selge mikrofiber-fangende vaskeposer for deres fleece-produkter

17 Konsortium og finansieringskilder Finansiering NFR Tid og ressurser fra industripartnere

18 Teknologi for et bedre samfunn