Retention of microplastic particles in road side ditches

Abstract

This thesis is about microplastics. The first part studies at the possibility of using fluorescent staining as a method for identifying and quantifying microplastics from car tyres. Part two examines the ability of different ditch materials to retain microplastic. Here materials from the existing road ditch along Drøbakveien in Ås, and materials that correspond to requirements from the Norwegian Public Roads Administration, will be used. In this part of the thesis, the fluorescent microplastic particles from part one will be utilised.

In order to answer to the research questions, an extensive literature study on microplastics, drainage systems and retention of microplastics in ditch materials, were conducted. Subsequently, experiments to stain particles from car tyres, and testing of ditch materials with particle suspension were conducted. Microscopy has also been a part of the process of analysing the results.

For part one of the thesis, it quickly became clear that black particles from car tyres were not possible to fluoresce. The results indicate that the dye itself attaches to the particles, but that it is still impossible to see them in the fluorescent microscope. This may be due to the colour or density of the particles. For part two of the thesis, it was possible to see high retention of microplastic in materials from both existing and constructed road ditches. This result is based on an estimate of both inlet and outlet concentrations from the ditch materials. Here, there may be some margin of error in the estimates, but essentially the results will be representative of realistic results.

Denne avhandlingen omhandler mikroplast. Første del ser på muligheten til å bruke fluoriserende farging som en metode for identifisering og kvantifisering av mikroplast fra bildekk. Del to undersøker forskjellige grøftematerialers evne til å tilbake holde mikroplast. Her vil det bli sett på materialer fra den eksisterende veigrøften langs Drøbakveien i Ås, og materialer som samsvarer med krav fra Statens vegvesen. I denne delen av oppgaven vil de fluoriserende mikroplast partiklene fra del en bli benyttet.

For å svare på problemstillingene ble det først utført et omfattende litteraturstudie om blant annet mikroplast, drenerings system og tilbakeholdelse av mikroplast i grøftematerialer. Deretter ble det utført forsøk som gikk ut på farging av partikler fra bildekk og gjennomkjøring av partikkel suspensjon i grøftematerialer. Mikroskopi har også vært en stor del av prosessen for å bearbeide forsøkene.

For del én av avhandlingen ble det raskt klart at sorte partikler fra bildekk ikke var mulig å fluorisere. Resultatene indikerer at selve fargen fester seg til partiklene, men at det allikevel er umulig å se de i fluoriserende mikroskop. Dette kan være på grunn av partiklenes farge eller tetthet. For del to av avhandlingen var det mulig å se høy tilbakeholdelse av mikroplast i materialer fra både eksisterende og konstruert veggrøft. Dette resultatet er basert på et estimat av konsentrasjoner for både innløp og utløp fra grøftematerialene. Her vil det kunne være noen feilmarginer i estimatene, men i hovedsak vil tallene være representative for realistiske resultat.