Mikroplast i Polychaeter, Owenia sp. fra norsk kontinentalsokkel og Barentshavet

Abstract

Mikroplast preger nå hele biosfæren. Forskningen er for øvrig i en tidlig fase, og litteraturen har store hull. I denne masteroppgaven presenteres metodikk for ekstraksjon av mikroplast i Havbørsteormer, Polychaeter, familie Owenia med eksoskjelett (Galethowenia Oculata / Oweniia fusiformis) og resultater fra denne ekstraksjonen analysert med fourier-transformert infrarød mikroskopi (FT-IR). Havbørsteormene fra den norske kontinentalsokkel og Barentshavet ble samlet av Det Norske Veritas-Germanishe Lloyd (DNV-GL) i 2017. Under samme prøvetagning ble det også tatt sedimentprøver. Disse er tidligere analysert. Her presenteres resultater fra et utvalg av reanalyserte (FT-IR) sedimentprøver. Disse resultatene blir sammenlignet med resultatene fra havbørstmark, og frembringer biota-sediment bioakkumulasjonsfaktor (BSAF) som den første av sitt slag omhandlende mikroplast i sedimenter versus tubebyggende Polychaeter, Owenia (med eksoskjelett).

Resultatene er basert på totalt 151 havbørstemark fordelt på 123 hele mark, og 28 mark der eksoskjelett og kropp er undersøkt adskilt. Studien har sett på mark fra totalt 12 geografiske lokasjoner/stasjoner. To prøver er et resultat av en blanding ikke artsbestemte Polychaeter. For syv stasjoner er det gjennomført duplikater. Hovedvekten av resultatene har nedre størrelsesmessig cut-off på 45µm. Fem prøver (25 mark) har 26 µm som nedre cut-off.

Resultatene tilsier en gjennomsnittlig konsentrasjon på 339 ± 525 partikler/g ww, med ca ti ganger flere partikler per gram i eksoskjelettet sammenliknet med kroppen. Det ble funnet mindre plast i sedimentene enn i havbørstemarkene, noe som ga gjennomsnittelig biota-sediment-akkumulasjonsfaktor (BSAF) på 2292 ± 1 445 ved antall partikler, og 29 ± 21 ved estimert vekt av plast i havbørstemarkene opp imot sedimenter. Konsentrasjoner av mikroplast er basert på minimum 70 % likhet mellom FT-IR spektere til analyserte partikler, og referansespektere i FT-IR biblioteket.

Havbørstemarkene viser selektivitet for plastpartikler framfor annet materiale ved bygging av eksoskjelett. Selektivitet er tildigere kjent for tunge, framfor lette partikler. Artene undersøkt er føde for en rekke fiskearter. Resultatene tilsier at plast kan bli redistribuert fra sedimentene til Owenia og potensielt ende tilbake i næringskjeden etter initiell sedimentering. De vanligste plastsortene funnet i Owenia sp. er PET, PVC og polyakrylamid. Dette sammenfaller delvis med de mest frekvente polymerene i sedimenter fra samme område.

Microplastic pollution is now found through the whole biosphere. Reseach regarding this issue is, despite increased focus the last years - and increasingly numbers of publications - premature. In this master thesis are methodology for extraction of microplastic in tube-building Polychaetes, Owenia (Galethowenia Oculata / Oweniia fusiformis) and results from these extractions, chemicaly analysed and quantified with Fourier-transformed infrared microscopy (FT-IR) presented. The samples were taken at the Norwegian Continental Shalf and in the Barents Sea during autumn of 2017, by Det Norske Veritas- Germanishe Lloyd (DNV-GL). Sediment samples from the same spots were also sampled and are earlier analyzed. Some of these are here reanalyzed with more detailed methodology, and further compared with the microplastic concentration in the Polychaetes. This leads to a biota-sediment accumulation factor (BSAF) and is presented as the first of its kind regarding biacumulation of microplastics in tube-building Polychaetes, Owenia.

The results are based on a total of 151 Polychaetes where 123 of those where whole worms, and 28 samples were separate analysis of tube (exoskeleton) and body. This study has investigated worms from 12 geographical locations with Owenia sp. and two stations looking at mixed samples of Polychaetes. At seven of the stations, duplicates are conducted.

Lower size-limit is 45 µm for the majority (85 worms) of the samples, from eight stations. A minority (25 worms) from five stations (three overlapping with 45µm) were analyzed with lower size limit 26 µm. Average concentration of microplastic is reported with lower cut-off of 70% match between FT-IR library and the score from each particle. Average concentration gave 339 ± 525 particles / g (ww), with approximately ten times more plastic in the exoskeleton than in the body. BSAF is calculated from seven stations, with average resoult of 2 292 ± 1 445 for particles, and 29 ± 21 when estimated propotion of plastic by weight. The results are based on a minimum of 70% similarity between the FT-IR spectra, and known library with spectra. The result indicates that Owenia selectively chooses plastic particles when building their exoskeletons. Selectivenes is former known regarding heavy rather than light particles. The species investigated are prey for different bentic fishes, and this study suggest that plastic is redistributed back into the foodweb after sedimentation. The most common plastic polymers found in Owenia sp. are PET, PVC and polyacrylamid. This coincides to some extend with the global production of plastic polymers.