Ett nytt forskningsområde utreder nano- och mikroplasters inverkan på atmosfären

Nano- och mikroplast är i allmänhet ett problem för vattendrag och vattendjur, men under de senaste åren har det framkommit att nano- och mikroplastpartiklar också finns i luften. Små, nästan osynliga, plastpartiklar har observerats i stadsluft, men de kan transporteras med luftströmmarna till och med tusentals kilometer.

”När plast observerades långt från bebyggelse i snötäckta områden och på glaciärer var det ganska klart att plastpartiklar är ett globalt problem som inte begränsas enbart till bebodda områden”, berättar Meteorologiska institutets ledande forskare Hilkka Timonen.

Meteorologiska institutet undersöker som bäst i samarbetsprojekten ACINMUA och PlasticFinder hur nano- och mikroplaster i atmosfären kan upptäckas, samlas in och analyseras. Dessutom undersöks hur mycket plastpartiklar som överhuvudtaget förekommer i atmosfären.

Nano- och mikroplaster uppkommer från flera källor

Hilkka Timonen berättar att benämningen mikroplast är något vilseledande i atmosfärforskningen: även om alla plastpartiklar under fem millimeter räknas som mikroplaster, hålls så stora partiklar inte i luften särskilt länge och är således inte betydande med tanke på luftkvaliteten. Betydande plastpartiklar med tanke på atmosfären är nanoplaster med en diameter under en mikrometer och en liten del av mikroplaster. ”Vi talar om mycket små partiklar som man inte kan se med blotta ögat”, konstaterar hon.

Plasterna i atmosfären kommer från många olika källor: till exempel jordbruket, byggnadsmaterial, textilier, kosmetika, möbler och förbrukningsartiklar sprider plast i atmosfären. Däremot är det dock osäkert om nedbrytningen av stora plastföremål i omgivningen, såsom plastpåsar, kan framskrida så långt att det uppstår permanenta plastpartiklar i luften.

De mätningar som redan nu gjorts inom ACINMUA-projektet har visat att största delen av atmosfärens plaster i trafikmiljön är gummimaterial som lossnar från fordonsdäck.

Enligt Meteorologiska institutets specialforskare Sanna Saarikoski håller partikelutsläppen från fordonsdäck på att bli ett allt viktigare forskningsämne när bilars avgasutsläpp minskar i takt med att tekniken utvecklas och elbilar blir vanligare. Även om mängden partiklar från avgaserna alltså minskar, ökar samtidigt den relativa andelen andra partikelkällor i trafiken, såsom däck, bromsar och vägyta. Elbilar gör fenomenet särskilt aktuellt.

”I och med elbilar är utmaningen särskilt betydande, eftersom de ofta är tyngre än bilar med förbränningsmotor. Ju tyngre fordonet är, desto mer material lossnar från däcken. De däckbaserade partikelutsläppen håller på att bli en viktig del av framtida utsläppsnormer”, konstaterar Sanna Saarikoski.

Meteorologiska institutet deltar också i projektet NEX-EL som undersöker däckutsläpp och som finansieras av Business Finland. I projektet undersöks partiklar som lossnar från däck i laboratorieförhållanden, varvid man bland annat kan granska hur olika körsituationer (körhastighet, inbromsningar, accelerationer) och däcktyper påverkar däckutsläppen.

I kritiskt behov av nya mätmetoder

Man har försökt upptäcka mikroplaster i atmosfären till exempel genom att använda nederbördsmätare. Hilkka Timonen berättar att undersökningen i praktiken ofta innebar att man placerar insamlingskärl på byggnaders tak och följer upp vad som samlas i dem. Metoden är dock inte den effektivaste för att kartlägga nanoplastpartiklar i atmosfären.

”Metoden är inte optimal när man vill undersöka plaster som svävar i atmosfären, eftersom även mycket annat material oundvikligen hamnar i kärlen. Därför har man i projekten börjat utveckla nya metoder för att utreda mängden nanoplastpartiklar. Vår grupp för forskning i aerosolernas sammansättning har flera årtiondens erfarenhet av att utveckla kärl som samlar in partiklar och denna kompetens kan vi utnyttja även i dessa projekt”, berättar Hilkka Timonen.

Sanna Saarikoski berättar å sin sida hur man genom att utveckla nya mätmetoder också strävar efter att få information om partiklar i realtid. ”Vi har för avsikt att utveckla apparater med vilka halterna kan följas upp i realtid. På så sätt kan man till exempel upptäcka om plasthalterna varierar under dygnet”, förklarar hon.

Forskaren Delun Li producerar partiklar från bildäck i laboratorium. Bild: Sanna Saarikoski.

Forskningen öppnar nya perspektiv på atmosfärens plaster

Plaster i atmosfären är dock fortfarande ett ganska nytt forskningsämne och plastpartiklarnas övergripande inverkan på klimatet, luftkvaliteten och människans hälsa håller ännu på att gestaltas. Ämnet har tidigare undersökts i enskilda undersökningar på olika håll i världen, men skillnaderna i luftkvalitet, plastkällor och plasthalter i atmosfären mellan olika länder gör det svårare att få en helhetsbild. Det finns särskilt lite data från de nordiska länderna och det har knappt gjorts några mätningar i realtid av nano- och mikroplaster i atmosfären.

Genom forskningsprojekten ACINMUA och PlasticFinder strävar man nu efter att bygga upp kompetens för att bedöma hur orolig man borde vara för fenomenet. Hilkka Timonen och Sanna Saarikoski sammanfattar att även om det ännu inte finns något svar på många frågor är det klart att nano- och mikroplaster i atmosfären är ett fenomen som det finns skäl att ta på allvar.

Partikelns destination bestäms enligt dess storlek och form

• Små partiklar kan stanna i luften under långa perioder och transporteras tusentals kilometer med luftströmmarna ända till glaciärerna. Större partiklar landar i närheten av sin uppkomstplats, eftersom de är för tunga för att följa med luftströmmen. Å andra sidan kan även små partiklar fastna på ytor eller krocka med varandra och bilda större helheter och på så sätt bli kvar nära sina källor.

• Storleken är en viktig egenskap för plastpartiklar även med tanke på deras effekter: partiklarnas storlek bestämmer hur djupt in i människokroppen de kan nå. De minsta partiklarna kan till och med hamna i lungorna, medan de större partiklarna hamnar i de övre luftvägarna. Även med tanke på klimatkonsekvenserna är plastpartiklarnas storlek en avgörande faktor: små partiklar kan till exempel fungera som kondensorer för molndroppar.

• En del av de partiklar som hittats på glaciärerna har dock varit överraskande stora. Forskarna bedömde att deras form aerodynamiskt har kunnat vara sådan att de har kunnat sprida sig längre än väntat. Detta visar att partikelns form och densitet inte bara beror på partikelns storlek utan också på hur den hålls kvar i luften.

Mer information om projekten

• Syftet med ACINMUA-projektet är att utveckla insamlings- och analysmetoder för forskning i nano- och mikroplaster i atmosfären samt att utreda halterna av plastpartiklar i atmosfären. Projektet genomförs som ett samarbetsprojekt mellan Meteorologiska institutet och Finlands miljöcentral. Projektets längd: 1.9.2023–31.8.2027.

• I PlasticFinder-projektet utvecklas en unik metod för att upptäcka nano- och mikroplaster i luften i realtid i fältförhållanden. Projektet genomförs som ett samarbetsprojekt mellan Meteorologiska institutet och Helsingfors universitet. Projektets längd: 1.9.2025–31.8.2029.

Text Jenni Korpela