Historiska aspekter på föroreningar av plastpellets i förproduktion och koppling till förändringar i regelverket med hjälp av sedimentkärnor
Detta är ett förslag på examensarbete för kandidat- eller masternivå vid Institutionen för marina vetenskaper. Examensarbeten vid Institutionen för marina vetenskaper görs självständigt och bedöms individuellt.
Ämne: Tvärvetenskapligt, kemi och geologi
Nivå: Master, 45 eller 60 hp
Handledare: Karin Mattsson, Irina Polovodova Asteman
Inledning
Sedimentkärnor kommer att tas utanför Stenungsund, en stad på den svenska västkusten där Sveriges största producenter av plastpellets finns. Det finns två industrier: en som producerar PE- och troligen PP-pellets, samt en som producerar PVC-pellets.
Produktionen av PE startade 1963 och har sedan dess ökat. För närvarande producerar de cirka 0,75 miljoner ton PE-pellets, vilket motsvarar 5 % av den europeiska marknaden. De beräknade utsläppen av PE-pellets ligger mellan 3 och 36 miljoner pellets per år. Det har skett vissa förändringar i miljöbestämmelserna avseende tillåtna utsläpp.
PVC-partiklarna är något mindre. Industrin har funnits i området sedan 1968, men det är oklart exakt när man började producera PVC på platsen. Man producerar cirka 0,23 miljoner ton PVC-pellets.
Metoder
Provtagning av sedimentkärnor
Sedimentkärnor kommer att samlas in med en Gemini-borr på 3–5 olika strategiska punkter i Hakefjorden utanför Stenungsund.
Skärning och datering av kärnorna
För mikro- och nanoplastanalys kommer 3–4 sedimentkärnor att tas per provtagningsplats och skäras i provbitar med en upplösning på 1–2 cm. De enskilda skivorna kommer att samlas ihop tills vi har en volym på 150 ml sediment per kärnintervall.
För radiometrisk datering kommer ytterligare en sedimentkärna att tas och analyseras för 210Pb och 226Ra för att fastställa åldersmodellen. Genom att koppla mängden mikro- och nanoplast i sedimentet till den tidsmässiga utvecklingen kommer det att vara möjligt att spåra utsläppen av plastpellets sedan produktionen startade.
Genom att titta på förändringar i den ekologiska kvaliteten i fjorden med hjälp av bentiska foraminiferer i den daterade sedimentkärnan kommer vi att kunna svara på frågan om mikroplastföroreningar har någon ekologisk effekt på fjordens ekosystem.
Extraktion av plast från sediment
Sedimentet kommer att förbehandlas med en kemisk behandling, varefter partiklarna kommer att extraheras med hjälp av Kristineberg Microplastic Separator och ZnCl. Protokollet har testats för sediment i området och visat sig framgångsrikt extrahera PVC.
Förväntat resultat
Den globala produktionen av plast har ökat årligen sedan produktionen i Stenungsund startade.
Uppsatsen kommer att besvara följande forskningsfrågor:
- Följer mängden plast som finns i sedimentlagren mängden producerade pellets?
- Hur har förändringarna i plastföroreningar skett över åren?
- Finns det någon skillnad i nedbrytningsgrad mellan de äldsta och de yngsta pellets som finns i sedimentkärnorna? Och kan vi mäta den?
Kontakt
Karin Mattsson,
Forskare, marin kemi
E-post: karin.mattson@gu.se
Irina Polovodova Asteman,
Lektor, marin geologi
E-post: irina.polovodova@marine.gu.se
Referenser
K. Mattsson, E. Ekstrand, M. Granberg, M. Hassellov, K. Magnusson, Comparison of pre-treatment methods and heavy density liquids to optimize microplastic extraction from natural marine sediments. Sci Rep 12, 15459 (2022).