Gabriella Rullander, doktor i miljöanalys vid Uppsala universitet, har i sin avhandling fokuserat på hur spridningen av mikroplaster i urbana miljöer kan minskas. Med hjälp av en unik insamlingsmetod med spindelnät och experiment med olika typer av filtermaterial visar hennes forskning hur mikroplaster effektivt kan fångas upp innan de når sjöar och vattendrag.
När Gabriella Rullander påbörjade sin doktorandutbildning 2021 hade hon knappt hört talas om mikroplaster. Idag, efter fem års doktorandstudier, vet hon mycket väl hur dessa partiklar bland annat sprids från luften till gatorna i Uppsala, men också hur de kan renas bort ur dagvattnet med relativt enkla metoder.
– Jag har alltid varit intresserad av vattenfrågor och hade tidigare jobbat med filter och dagvattenrening, bland annat i mitt examensarbete som fokuserade på rening av bevattningsvatten med hjälp av biokol. Så när jag såg doktorandtjänsten kändes det som en naturlig fortsättning.
Enligt Gabriella är mikroplast ett ämne som en stor del av allmänheten numera kan relatera till, vilket också gör att forskningen får större genomslag.
– De flesta vet vad plast är, har sett skräp i naturen och tycker inte att det känns naturligt. Det gör att det finns ett engagemang för frågan, och med följer också ofta mer forskningsmedel. Det är annorlunda jämfört med andra typer av föroreningar som allmänheten inte känner till eller har en relation till.
Spindelväv – ett sätt att fånga mikroplaster i luften?
Det första steget i Gabriella Rullanders forskning var att bättre förstå vilka typer av plastpartiklar som förekommer i stadsmiljö. Hon samlade därför in och analyserade vägdamm från olika platser i Uppsala, både centralt och i industriområden. I detta arbete testade hon även en ny unik metod: att samla in mikroplaster med hjälp av spindelnät.
– Idén kom från en då väldigt nypublicerad artikel av forskaren Isabel Goßmann. Hennes teori var att man kunde använda spindelnät som passiva provtagare för att mäta mikroplastsföroreningar i luften från urbana miljöer
Detta var en teori som visade sig stämma även i Gabriella Rullanders försök. Att använda spindelnät visade sig dessutom vara både enkelt och effektivt. En stor fördel var att hon slapp göra många av de komplicerade extraktionsstegen som traditionella insamlingsprover för mikroplast kräver, även om metoden ännu inte är standardiserad.
– Det var både fascinerande och oroande att se hur mycket mikroplast som fanns i luften och det kunde vara upp till 500 000 partiklar per gram i spindelnäten. Framför allt polyesterfibrer dominerade. Metoden har dock vissa osäkerheter, exempelvis att man inte vet hur länge nätet har varit exponerat för mikroplast. Men som överblicksinstrument fungerar det mycket bra.
Gabriella förklarar vidare att även om vi inte andas in de flesta mikroplaster eftersom de är för stora och fångas i våra slemhinnor, finns det en risk att luften innehåller nanoplaster, ännu mindre partiklar som kan nå våra lungor.
Övriga vägdammsprover visade generellt på mycket varierande koncentrationer, mellan 6 och 5000 partiklar per gram damm. De främst förekommande polymererna var polypropylen, som används i förpackningar, följt av polypropylen och polyeten.
Biokol, sand och bark – naturliga filter med stor potential
I nästa steg av sin forskning utvärderade Gabriella olika filtermaterials förmåga att rena mikroplast i dagvatten. Filtren som testades bestod av sand, bark och biokol. I laboratoriet användes både köpt och egentillverkad mikroplast för att simulera verkliga förhållanden.
– Biokolet var intressant för att det har används för rening av dagvatten i urbana miljöer och har potential att vara både billigare och mer hållbart än andra material. Målet var att hitta lösningar som är enkla, kostnadseffektiva och applicerbara i verkligheten.
Resultatet visade att alla filtermaterial generellt hade en mycket hög reningseffektivitet där 97 till 99 procent av alla mikroplaster avlägsnades i labbförsöken. Fibrer, alltså långa, smala partiklar, hade konsekvent hög retention oavsett material.
Ett annat resultat från utvärderingen var att mikroplaster främst fastnade i det översta lagret i sand- och barkfiltren.
– Det tyder på att man kan underhålla filtren genom att byta det översta lagret, något som är både kostnadseffektivt och praktiskt. Tyvärr kunde jag inte analysera mina biokolfilter ordentligt eftersom FTIR-maskinen inte fungerar på biokol. FTIR är en analysmetod där man använder infrarött ljus för att identifiera och analysera olika ämnen.
Torka och vägsalt påverkade inte avskiljningen av mikroplast något markant
I ett senare skede skalades testen med biokolsfiltren upp och genomfördes under merrealistiska, urbana scenarier. Filtren utsattes då för stressfaktorer som torka och vägsalt. För testerna denna gång användes ”riktig”, vittrad mikroplast genom att blanda upp det insamlade vägdammet med vatten, och på så sätt skapa ett artificiellt dagvatten.
– Det är skillnad på att använda referensmikroplaster eller mikroplaster som har brutits ned i naturen. Naturligt nedbruten mikroplast är till exempel inte lika slät och det kan finnas tillväxt på dem.
Testerna visade att mellan 80 och 100 procent av mikroplasten avlägsnades i filtren. Enligt Gabriella verkar biokol vara särskilt bra på att ta bort vissa typer av plast, särskilt icke-polära polymerer som polypropylen. Detta beror sannolikt på plastmaterialens ytegenskaper. Samtidigt studerades också metallavskiljning, eftersom andra studier påvisat ett samband mellan transporten av mikroplast och metaller.
– Min studie visade ingen tydlig koppling mellan hur metaller och mikroplast avskildes. Däremot kunde biokolet släppa ifrån sig vissa metaller när de utsätts för torka och vägsalt. Torka sänkte pH-värdet i filtret, vilket i sin tur löste upp vissa metaller som tidigare bundits till biokolet. Vägsalt påverkar sannolikt metallstransporten genom katjonutbyte. Men ingen av stressfaktorerna påverkade alltså mikroplasterna nämnvärt i mina tester.
Vad räknas som mikroplast?
Samtalet kring avhandlingen ledde också in på definitionen av mikroplast och hur huruvida bildäckspartiklar kan räknas som mikroplast. Enligt Gabriella råder det fortfarande osäkerheter i forskarvärlden gällande när plast räknas som mikroplast.
– Generellt används gränsen 5 millimeter för att plastfragment ska räknas som mikroplast, men det är egentligen ganska stort. I praktiken studerar de flesta betydligt mindre partiklar.
Bildäckspartiklar har i sin tur länge varit omdebatterade om de räknas som mikroplast, men numera inkluderas de ofta i forskning på ämnet eftersom de beter sig liknande som plastpartiklar i miljön och innehåller många kemikalier.
– Bildäck är en stor källa till vad vi räknar som mikroplast, även om partiklarna består av gummi. De är dock väldigt svåra att mäta eftersom de innehåller svart kol som gör att de inte går att analysera med FTIR-teknik.
I stället använder man gaskromatografi och masspektrometri (GC-MS), men det är krångligt eftersom däcktillverkarna inte gärna avslöjar sina patenterade kemiska recept. Forskningen kring detta försöker därför hitta gemensamma markörer som kan användas för identifiering av partiklar, men det är en utmaning.
– Det krävs markörer, men om varje däck innehåller olika saker kan det bli svårt. Tidigare har forskare försökt använda zink som markör, eftersom däck historiskt innehållit höga halter, , men zink finns även naturligt i miljön, vilket gör det till ett osäkert spårämne. Det är dock många forskare som jobbar med utveckling av metoder för bildäcksidentifiering idag, och de har kommit långt.
Råd till kommuner: Det behöver inte vara svårt
Gabriella poängterar också vikten av att inte rusa i väg inom forskningen. Även om det i dagsläget finns mycket forskning om mikroplaster använder forskare inte sällan olika metoder, vilket gör att resultaten blir svåra att jämföra.
– Vi behöver backa ibland, standardisera metoder och upprepa studier för att bygga en robust kunskapsgrund. Men det får man sällan finansiering för – man får medel för det som är nytt. Det gör att det finns många kunskapsluckor inom mikroplastforskningen.
Men hur ska man då tänka när det gäller filteranläggningar för att rena mikroplast? Gabriella Rullanders främsta råd till kommuner är att inte göra det mer komplicerat än nödvändigt.
– De lösningar vi redan har för att rena suspenderade partiklar fungerar även bra på mikroplaster. Det viktigaste är att vi börjar inkludera mikroplast som en parameter vid dagvattenanalyser, särskilt däckpartiklar. Även om analyserna är dyra så behöver vi data för att veta hur filtren fungerar och kunna förbättra dem.
Ta del av Gabriella Rullanders avhandling i sin helhet via länken nedan.
Fullständig referens: Rullander, G. (2025). Mitigating Urban Microplastic Pollution : Investigating Nature-Based Filters in Stormwater Management (PhD dissertation, Acta Universitatis Upsaliensis).
