I media och i vetenskapliga artiklar skrivs mycket om plast i hav och i sjöar. Undersökningar av plastpartiklar i form av mikroplast, har beskrivits i flera vetenskapliga artiklar. Men vad är det för partiklar som räknas? I studien visas att av alla fibrer i havsvattnet är andelen syntetiska fibrer förhållandevis lågt. En tidigare artikel i ämnet har belysts i Internationell VA-utveckling, nr 1, 2021.
Av: Thor Wahlberg
I den här undersökningen så är en viktig slutsats att merparten av fibrerna inte är av plast utan kommer ifrån naturliga material. En stor källa till fibrer i vatten är från tvätt av kläder. Hur ser då produktionen av fiber ut? Syntetiska fibrer står för två tredjedelar av världsproduktionen av fiber. Bomull står för den näst största produktionen. Även fiber från jute, linne och hampa räknas in bland den totala mängden producerad fiber men i mindre mängder.
I den ökning av global fiberproduktion, både syntetisk och naturlig, som förväntas, från dagens 107 miljoner ton per år till 145 miljoner ton år 2030, så ökar andelen syntetiska fibrer. Dessa används främst i klädtillverkning men också i möbler, bilar, båtar och hygienprodukter (personal care products). Vid tvätt frigörs stora mängder fibrer, en uppskattning är ca 107 fibrer per tvätt. Fibrer, som andel av totalt uppmätta partiklar, dominerar i världens havs- och sjövatten. I studien visas att av alla fibrer i havsvattnet är andelen syntetiska fibrer förhållandevis lågt. Det är i kontrast till den ökande andel av syntetiska fibrer som produceras.
Material och metodik
I tidigare undersökningar om plastpartiklar i vatten så uteslöts ofta fibrer pga. kontaminering vid provtagningar och under analys, dvs. risk för fel i analysarbetet. För att säkerställa att kontaminering inte skedde under provtagning och analys, i denna undersökning, så mättes nivån av luftburna partiklar under provhantering och analyser. Blankprover med ultrarent vatten användes också.
Totalt så togs 916 vattenprover i haven under 11 månader 2017. Fartyget passerade Atlanten, Medelhavet och indiska oceanen. Vid varje provtagning, som gjordes på 5 meters djup, togs dubbla prover i preparerade rostfria behållare om 15 liter. Alla prover filtrerades direkt, gravimetriskt med nylon filter. Flera filterstorlekar användes för samma prov, 20, 25, 37, 50 och 63 µm. Samma prov filtrerades också med vacuum filter, Munktells 0,7 µm mikroglasfilter.
Därefter gjordes en klassificering av fibrer genom mikroskopering. Finare filter fångade fler partiklar än grövre dito. Därför infördes en korrektionsfaktor för att kompensera för filterstorlek och andel fiber som kvarhölls. För det finaste filtret ansattes att det avskiljde 100 % av fibrerna. Genom anpassning till en logaritmisk fördelning av partikelstorlekar kunde en fördelningskuvra över fiberkoncentrationen ritas upp.
Genom att slumpmässigt välja ut fibrer från proverna och använda µFTIR för analys av fibrernas sammansättning kunde sammansättning av fibrer bestämmas vid de olika provtagningsplatserna. Totalt valdes fiber ut från 234 prover. µFTIR är mikro Fourier Transformation Infra Röd spektroskopi. Den kan beskrivas som att med en matematisk modell (FT) behandla data bestående av hur mycket av utsänt infrarött ljus som når tillbaka. Spektret beskriver hur mycket av den infraröda energin som absorberas av provet. Med denna metod kan mängden av partiklar bestämmas och dess kemiska sammansättning. Totalt gjordes µFTIR på 2134 fibrer.
Resultat
Från de 916 provtagningarna vattenproverna som togs på 617 olika platser i sex havsbassänger hittades fibrer i 99,7% av proverna. Medianvärdet var 18 fiber per prov. Omräknat per liter var det från 0,02 fiber per liter till 25,8 fiber per liter. De högsta koncentrationerna återfanns i Medelhavet och lägsta i Nordatlanten. Expeditionen var uppdelad i tre delar, en som sträckte sig från Nordsjön längs med västra delen av Nord- och Sydatlanten och runt Antarktis. Den andra längs Afrikas östkust, den södra delen. Den tredje sträckan i Medelhavet. Koncentrationerna i Medelhavet var det korrigerade medelvärdet 4,6 fiber per liter jämfört med Nordatlanten 0,6 fiber per liter. Fibrernas längd, tjocklek, färg och sammansättning undersöktes. Med µFTIR analys visades att 91,8 % av alla undersökta fibrerna var av naturligt ursprung, dvs från djur eller växter. De flesta var av cellulosaursprung, 79,5 %. Varav bomullsfibrer stod för hälften av dessa. Övrigt var växtbaserat som viskos, lin, jute och hampa. Fibrer från djur såsom ull och silkesfibrer stod för 12,3%. Resterande 8,2 % var syntetiska fibrer. Av de senare dominerade polyester och mindre mängd polypropylen och aramid.
Diskussion
De mesta fibrer som flyter runt i världshaven är inte plastfibrer utan färgade cellulosafibrer. Detta stämmer väl överens med andra undersökningar av fiber i sediment, marina organismer, avloppsvatten, sötvatten och i iskärnor. Det har i underökningar av mikroplast gjorts tolkningar att färgade fibrer tillhör gruppen plastpartiklar vilket är fel. En tidigare underökning visade att 69% av alla fibrer som detekterats i marina miljöer var syntetiska. Det är då cellulosa och plastbaserade fibrer som åsyftas. Författarna till den här genomgångna artikeln menar att det är mycket svårt att med µFTIR teknik skilja på naturligt eller av människan framställda cellulosafiber. De senare är kemiskt behandlade till skillnad från de naturligt förekommande. Den höga andelen djur- och växtbaserade fibrer som förekommer i havsvattnen är förvånande med tanke på att den globala produktionen domineras av syntetiska fibrer.
Beräknat är att ca 90 000 ton till 380 000 ton fiber finns i den översta metern av världshavens vatten. Det är ungefär i samma storleksordning som nyligen bedömda mängder flytande plast i världshaven (också i den översta metern havsvatten). För fiber blir andelen syntetiska fiber låg, ca 6 till 12% av den totala mängden flytande plast. Denna mängd syntetisk fiber kan adderas till den flytande mängden plast.
Hur mycket fiber tillförs haven per år? En grov bedömning är från 18 000 till 520 000 ton per år. Utifrån vad som finns av fiber i världshavens översta meter (se tidigare uppgift) så kommer merparten av den tillförda fibern att sedimentera eller hamna längre ned i vattenkolumnen (endast polopropylen av de funna fibermaterialen flyter) och tas upp av växter och djur.
Föga förvånande hittades de högsta halterna av mikrofiber i Medelhavet där också den högsta halten mikroplast i världshaven har analyserats. Mycket förvånande är de relativt höga halter fiber runt Antarktis.
Källa: Giuseppe Suaria, Aikaterini Achtypi, Vonica Perold, Jasmine R. Lee, Andrea Pierucci, Thomas G. Bornman, Stefano Aliani, Peter G. Ryan. Microfibers in oceanic surface waters: A global characterization. Science Advances vol 6 p 1 – 8 (2020)
