Forskningsprojekt Fält- och modelleringsstudier av långväga transport av miljöföroreningar på marina aerosoler

Efter att de släppts ut i naturen hamnar många syntetiska kemikalier så småningom i haven. Kemiska ämnen som inte är särskilt vattenlösliga fastnar på partiklar och hamnar i sedimenten. Flyktiga och halvflyktiga ämnen kan förångas från haven till atmosfären, där de kan färdas tusentals kilometer på några dagar eller veckor. Vattenlösliga, icke-flyktiga ämnen förväntas stanna i havsvattnet och spridas med dess strömmar. Det är en långsam process: en kemikalie som släpps ut på en viss plats späds vertikalt och horisontellt över decennier till hundratals år. Det finns dock en process som kan snabba på spridningen av icke-flyktiga ämnen som hamnat i haven: havsvattenaerosoler (SSA) är små vattendroppar som slungas ut då luftbubblor brister på havsytan. Bubblorna bildas genom att luft dras in i ytvattnet när vågor bryter. Då bubblorna stiger till ytan fäster ytaktiva ämnen till deras väggar. När bubblorna når havsytan och brister skjuts de kemiska ämnena som anrikats i deras väggar ut i atmosfären med de droppar som bildas. Beroende på hur stora dessa aerosoler är kommer de att kunna hållas svävande i luften olika länge och i och med det förflyttas olika långt innan de faller till marken. SSAs roll för långväga transport av miljöföroreningar är en förbisedd och bristfälligt förstådd process. Därför har den ofta uteslutits ur beräkningar rörande detta. Världshaven har således, möjligen felaktigt, antagits vara en slutgiltig sänka för icke-flyktiga miljöföroreningar. Vår forskargrupp studerar en denna process genom att använda en kombination av experiment, fältstudier och datormodellering. Vi har i laboratorieexperiment visat att tensider som perfluoralkylsyror (PFAAs) kan anrikas hundratals till tusentals gånger i SSA relativt det havsvatten som aerosolen skapas av. PFAAs är syntetiska kemikalier som är vitt spridda och svårnedbrytbara i naturen. Enligt våra beräkningar kan ”utsläppen” från hav till luft via SSA redan vara en större källa av PFAAs till atmosfären än andra pågående utsläpp (exempelvis från industrier). I det här projektet planerar vi att ta fram de data som krävs för avgöra om så är fallet och om det gäller globalt. Vi planerar att samla in luftprover vid ett flertal kustnära mätstationer världen över för att studera om PFAAs i luft korrelerar med markörer för SSA (såsom natrium- och magnesiumjoner). Mätstationerna kommer att väljas så att de täcker in ett spann av avstånd till andra tänkbara källor av PFAAs till luft, grad av PFAA-kontaminering av havsvattnet i regionen och förhållanden som kan påverka hur SSA bildas och hur PFAAs anrikas i SSA (såsom vattentemperatur och förekomst av organiskt material i havsvattnet). Vi kommer också att genomföra globala modelleringsstudier för att avgöra om spridning av PFAAs från hav till luft via SSA är en viktig källa i förhållande till andra kända källor av PFAAs till luft (såsom omvandling av andra syntetiska kemikalier i atmosfären eller direkta utsläpp från industrier). Projektets resultat kommer skapa god förståelse för den studerande processens roll i att sprida PFAAs globalt. Dess slutsatser är relevanta även för förståelsen av processens betydelse för spridning av andra kemiska ämnen, särskilt icke-flyktiga tensider. Sådan kunskap är av stor vikt då beslut tas för att godkänna nya kemiska produkter på marknaden eller fasa ut skadliga produkter vilka redan är i produktion.