Trawling Through The Murky World of Microplastics

På en nyligen klibbig sommar eftermiddag på Manhattan tog ett team vetenskapsmän till Hudson River för att trawla för sopor. Det fanns inga lackade påsar, plastflaskor eller annat vattenloggat skräp som boblade på vattnet grått grön yta, men det var inte vad forskarna letade efter, ändå - jag märkte när de staplade in i en båt för att skumma en fin- mesh nätet över toppen av vattnet och ensnare teeny stycken som bara kommer i klar utsikt under ett mikroskop.

Mikroplastik, som är skåror som mäter mindre än fem millimeter i diameter, kan ta många former - de kan vara pellets, skum, filmer, linjer eller nördar (det fåniga namnet på plast som smälts ner i annan plast) är alla ganska svåra att upptäcka med blotta ögat. I allt högre grad konstaterar forskarna att många vattenvägar är värd för en uppslamning av plastbitar. Baslinjerdata för mikroplastik i Hudsonfloden är dock ganska gles, och mitigeringstaktiken är fortfarande lite dimmig. Det säkraste sättet att spåra mikroplastics sprawl och omfattning är att samla prover över tiden. Så vi kryssade upp och ner i den vattna korridoren mellan New York City och New Jersey skyliner med en hastighet på cirka fem knop, på uppdrag att skopa dem upp.

På Pier 40, nära Greenwich Village, mättade de vattentemperaturen och koordinaterna och tittade sedan på flaggor som föll på stranden för att se vilken väg vinden blåste. Eftersom irriterbart väder och hakigt vatten kan påverka deras uppsamlingsresultat, uppskattar de förhållandena på vattnet med Beaufort-skalan, där 0 är en spegel-lugn dag och 12 indikerar orkanstyrka. Detta var en 1, säger Carrie Roble, vetenskapsman och ledare vid Hudson River Park och projektledare. "En vacker chill dag", sa hon, och så bra som någon för att samla nästan osynligt skräp från parkens flodmynning.

Vi ledde söderut, där Frihetsgudinnan torkade i avståndet; jet skidåkare studsade förbi, skjuter norr och vita segelbåtar grupperade längre bort. Under tiden satt Emma Samstein, en volontär med gymnasium, med en fot på nätet, för att hålla den stänkande från vattnet. (Detta är ett fritt alternativ för att räkna upp vikter, och det är också "ett bra lårträning". Samstein sa.) Målet var att hålla nätet stadigt - eftersom plastflödet flyter till ytan - utan att lägga turbulens, vilket kan få dem att skingra. När båten sänktes, strömmades vatten och skott av plast i nätet, vilket billowed längs med fartyget som en vindocka. De fångade skräpna föll i en plastuppsamlingskopp som fästes på botten av nätet. Ironin att använda plast för att hitta plast, i korståg mot plast, var inte borttappad hos någon inblandad.

En fin dag att trawla för skräp. Jessica Leigh Hester

Människor kasta plastavfall över hela världen, och nästan ingen del av planetens vatten är fri från våra fingeravtryck. Mycket få platser saknar mikroplastik - absolut inte oceanerna, men inte floder, inte sjöar, och inte sediment, heller har University of Toronto-ekologerna Chelsea Rochman och Kennedy Bucci nyligen påpekat i en artikel för Konversationen. Mest infamous, kanske är detritusen som virvlar runt den soppa Stora Stilla soptippen, där vind och vågor smälter mikroplastik i en långkokande gryta. Men plast- och mikroplastik i synnerhet har gjort sig väldigt mycket överallt.

I april fann ett team av japanska forskare som analyserade foton och videoklipp från mer än 5000 dykar som genomfördes mellan 1983 och 2014 ett brett bevis på plastprodukter i enstaka delar i de djupaste delarna av havet, mer än tusen kilometer från kusten . Dessa var till och med klyvda i djupet av Mariana Trench, ca 10.898 meter (35.756 fot) under vattenytan. Detta resultat tyder på "en tydlig koppling mellan dagliga mänskliga aktiviteter och avlägsna miljöer där det inte förekommer direkta mänskliga aktiviteter", skrev forskarna i ett papper med titeln "Människans fotavtryck i avgrunden" i tidningen Havspolitik. I juni släppte forskare från Greenpeace och University of Exeter resultatet av en plastnutande resa runt Antarktis halvön, där de upptäckte mikroplastics-inklusive polyester, propylen och acetatskum-i alla åtta av ytvattenproverna som de studerade . Vetenskapsmännen kunde inte berätta om dessa hade slugit i närheten, från fiskebåtar eller nät, eller om de hade bäras långa sträckor på strömmen. "Det är klart att vår plast" fotavtryck "sträcker sig till jordens ändar, till områden som vi kanske hoppas och förväntar oss att vara orörda", säger forskare David Santillo i ett uttalande.

Under de senaste 10 eller 15 åren har forskare oftast frågat var mikroplastik är. "Nu när det är uppenbart att de är ganska mycket vart du tittar i vatten, i luften, försöker vi flytta in, var kommer de ifrån, hur rör de sig runt, var slutar de?" Säger Julie Dimitrijevic, en doktorand vid Simon Fraser University som studerar mikroplastik och blåmusslor. "Vi förstår att vi sätter mikroplastik i vattnet, oavsett om det är felaktigt avfall, eller genom våra avloppsreningsverk", men har en mörkare förståelse för den specifika belastningen Dimitrijevic tillägger. (Miscalculations är också möjliga, Dimitrijevic säger, när en misstänkt mikroplastisk inte lämnas till spektroskopisk analys.)

Mikroplastik från Hudsonfloden, klar för analys. Courtesy Emma Samstein

Även om mikroplastik är runt omkring oss, är vi fortfarande inte helt säkra på hur skadliga de är. Tidigare forskning har funnit att dessa små trängselar tenderar att arbeta sig upp i livsmedelskedjan. En art sätter in dem, och en annan gobbles upp den plastätaren och så vidare. Förutom potentiellt skruvning med marina varelser "endokrina system och metabolism, kan mikroplastika också komma in i humana bäckar. Forskare i forskargruppen för ekotoxikologi vid Simon Fraser University i Burnaby, British Columbia, upptäckte nyligen mikroplastik (främst mikrobitar, fibrer och fragment) på alla de platser som de samlade i Lambert Channel och Baynes Sound, som ligger i hjärtat av British Columbia stor ostron odlingsregion. "Det skulle vara klokt att bedöma i vilken grad ostron från den här regionen intar mikroplastik", skrev laget i en ny rapport i PLOS en.

Vissa studier har erbjudit prognoser om hur många mikroplaster en människa kan konsumera via den skaldjur som de äter, men det är också ett rörligt mål eftersom olika arter samverkar med mikroplastik på olika sätt, säger Dimitrijevic-antalet mikroplaster du kanske Guzzle från en ostron skulle inte nödvändigtvis hålla fast för en musslor eller en musslor. Sammanfattningsvis är "den exakta naturen och omfattningen av de hot som mikroplaster utgör för marina ekosystem ännu inte helt bestämda", noterade Greenpeace-laget i sin rapport. För att komma närmare förståelsen begär många forskare om mer data - och i New York City betyder det att båtarna är ute i vattnet och ögonbollar upp till mikroskop.

Laget spruter vatten på nätet för att lossa allt som har fångat. Jessica Leigh Hester

Mellan juni och oktober provar Roble och besättningen en handfull webbplatser som spänner över Hudson River Parks flodmynning. (De spenderar 15 minuter på varje ställe, och när de täcker ett litet avstånd styrar besättningen båten i cirklar för att köra runt klockan.) Var och en av platserna presenterar olika utmaningar, vilket också betyder att de är mogna att avslöja olika typer av data.

Vid Pier 26, downtown, gestaltade Roble mot stranden för att peka ut ett rör som öppnade upp i ett inlopp. Där, mjuka plasthvalar och uppblåsbara delfiner omsluter ett område där kajakare kan paddla. Detta är också en utsläppspunkt för kombinerade avloppsflöden. När avloppssystemet är särskilt beskattat-säg, efter en dammsugning, häller mer vatten ut ur munnen.

Eftersom ett förändrat klimat lovar en ljusare värld, är forskare angelägna om att lära sig mer om förhållandet mellan regn och volymen av plast som går in i vattendrag. Roble har märkt en skillnad mellan våtare och torrare år, även under de två år som laget har provtagit. I 2016 samlades proverna 188 657 bitar av mikroplastik per kvadratkilometer; i 2017 var medeltalet hälften som-99 692 bitar - och Roble attribut denna skillnad till ett torrare år. "Det finns en korrelation mellan regn, våta väderhändelser och överflöd av mikroplastik i systemet," sa hon. Det är inte nödvändigtvis att det fanns färre bitar plast för att komma in i systemet, men snarare att det fanns mindre regn att översvämma vattenvägarna med dem.

"Att göra dessa projekt förutser jag inte att det kommer att bli en upplyftande upptäckt eller upptäckt."

Att minska antalet mikroplaster som simmar vattenvägarna kan innebära förändringar både uppströms och nedströms, från företag till regeringar till konsumenter, säger Roble. Det skulle innebära att påminna invånare, under nedturer, att hålla fast vid långa duschar, köra diskmaskiner eller andra beteenden som bidrar till överbelastningssystem. Det skulle innebära att företag pantsätter att ta bort mikrokulor från ansiktsvätt eller andra skönhetsprodukter (och ersätta dem med biologiskt nedbrytbara alternativ). Det skulle kräva insatser i hela världen, som att minska engångsartiklar som strånar - som försämras i mikroplastik - och fördubblas ner på grön infrastruktur som skulle fånga och sakta släppa ut vattnet istället för att skicka det till en gång i vattnet. "Vi vill hitta lösningar som passar problemet," sa Roble.

Det låter frustrerande, tänkte jag, för problemet är något svårt. Tallying mikroplastics, än mindre halt dem i sina spår, slog mig som en sisyphean uppgift. Även när mer data om mikroplastik kommer i klar bild, kommer det fortfarande att finnas nanoplastics att kämpa med. Dessa är allmänt accepterade att vara partiklar mindre än en mikron, säger Dimitrijevic. (Ett mänskligt hår och ett enda blad av papper är båda betydligt tjockare.) Hur griper du med ett problem som är överallt och osynligt, och så svårt att rota eller hålla fast vid? "Att göra dessa projekt, ja, jag förutser inte att det kommer att bli en upplyftande upptäckt eller hitta", berättade Roble, uppe på kajen. Men hon tycker att data och utbildning är en plats att börja.

Masonburkarna håller massor av bevis på livet under vattenets yta och bevis på plast. Courtesy Emma Samstein

Varje gång de 15 minuterna är uppa tar Robles team ut nätet ur vattnet. Det ser brunt ut; Det har snagged plast, men också andra saker, och laget sprutar ner det med en vattenfylld sprutflaska för att lossna allt som har fångats. De sköljer allt ner i plastburken och överför sedan innehållet till en glasmasonburk märkt med platsens plats och datum.

Tillbaka på stranden, kommer varje prov att spendera 24 timmar att torka ut i en sikta och sitter sedan i våtperoxid för att lösa upp organiskt material som hålls på. Därefter släpper laget proverna under ett dissekeringsmikroskop och sorterar plasten för hand, med pincett för att isolera en bit i taget och logga varje som en nurdle, pellet eller vad som än visar sig vara. Ibland är det svårt att berätta, även med hjälp av 30x förstoring. Gruppen visade mig ett foto av ett grönt föremål som jag var säker på var ett löv - det var grönt, ovalt ovalt, och det tycktes till och med vara kantat med vener. "Fakeout," sa Roble. Eftersom plast och organiska material kan se riktigt ut, använder laget också heta sonder för att se om något röker (vilket tyder på att det är organiskt material) eller smälter (vilket indikerar att det är plast). I hörnet av bilden märkte jag två små wisps: smält plast.

Se det smältbiten, till höger? Det är en plast. Courtesy Emma Samstein

På båten, mellan trålarna, höll jag en av masonburren upp till solen och virvlade vattnet inuti. Till mitt öga innehöll det en hel värld: uttorkningar av sand; squishy lite maneter som såg ut som globs of clear hair gel; fingernailstora isopoder med scrambling ben; en skrynkling av krusande brun rockweed. Så många tecken på att den ogenomskinliga vattnet väcker med livet. Därefter pekade en av forskarna på en bara synlig mikroplastisk bobbing på provets yta - en liten bit av poröst utseende skum.

Det är lätt att glömma vad som händer utanför vårt synfält. Stadsboende som inte upptäcker vattnet i närheten kan tendera att "bara tänka på det på en yta", sa Roble. "Du kan inte se under ytan, du kan inte se att det finns 70 fiskarter, du kan inte se att ekosystemet är ganska dynamiskt." Det är lätt att glömma hoten mot det ekosystemet, i form av ett litet problem som håller på att monteras.