Rekonstruktion av den ekologiska kvaliteten i Hakefjorden med hjälp av mångfald och skalgeokemi hos bentiska foraminiferer
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.
Foraminiferer
För bentiska foraminiferer kommer sedimentet att våtsiktas på 63 um och 1000 um siktar, torkas vid 50 °C och torrsorteras för bentiska foraminifera. Förändringar i artsammansättning och foraminifera-biotiska index (Shannon, Exp(Hbc), ES100, Foram-AMBI) kommer att utvärderas nedåt i kärnan.
Agglutinerade arter kommer att undersökas (med Raman) om det finns mikro- och nanoplast i matrisen av foraminiferernas skal och vilken typ av plast det rör sig om. För detta kommer vi att använda sedimentkärnor som används för datering. Förutom foraminiferer kommer sedimentkärnan att analyseras med avseende på tungmetaller och totalt organiskt kol.
Förväntat resultat
Uppsatsen kommer att besvara följande forskningsfrågor:
- Hur förändrades fjordens ekologiska status över tid efter den industriella utvecklingen i området?
- Ackumulerar foraminiferer mikroplaster i sina skal och finns det några förändringar i ackumuleringen över tid?
- Kan förändringar i artsammansättningen kopplas till mikroplastföroreningar eller andra föroreningar (metaller och TOC)?
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).