Microplastic concentrations in sea surface waters of Skjálfandi Bay : Iceland and the potential impacts on baleen whales

Abstract

The presence of marine plastic debris harms economic, social and environmental outcomes globally. Plastics carry toxic chemicals and persistent organic pollutants, leaking them into the environment as they disperse and continue to degrade. Micro- (1-5mm) and meso- plastics (5-10mm), which will be collectively termed microplastics in this study, are particularly harmful given their small size and integration into food webs, with individuals at risk of both physical damage and chemical harm due to the compounds in plastics. It is vital to understand the distribution and abundance of microplastics throughout the world to understand the severity of the issue and the potential harm to marine organisms. This study evaluates microplastic pollution in Skjálfandi Bay, Iceland, a subarctic region which is a key habitat for many marine organisms and a vital feeding ground for baleen whales. Through sea surface samples collected once per week in summer 2021 and 2022 using an all-purpose velocity accelerated net instrument (AVANI) onboard a citizen science tour, microplastic prevalence was investigated. Samples were filtered and visually inspected to identify and categorise the microplastics found. Using filtration rates from previous studies, theoretical ingestion rates of microplastics by humpback , minke (Balaenoptera acutorostrata) and blue whales . Microplastics were found in 78% of the samples taken (n=32), totalling 165 individual pieces over 32 trawls covering a distance of 187 nautical miles (346km). Fragments and filaments were the most abundant microplastic types found within the samples, with many filaments suspected to be from fishing gear. By calculating the number of plastic pieces per km2, it was estimated that there is an average of 3,389 microplastic items per km2 in Skjálfandi Bay. Humpback whales could be ingesting 13 pieces of microplastic, with minke and blue whales ingesting 0.6 and 24.5 plastic items respectively per cubic metre per hour. This is the first evaluation of microplastic concentrations in Skjálfandi Bay and first estimates of ingestion rates for baleen whales in this area. Better waste management strategies need to be developed both in Iceland and globally to mitigate further microplastic pollution.

Sjávarplastrusls á staðnum skaðar efnahagslegan, félagslegan og umhverfislegan árangur á heimsvísu. Plast ber eiturefni og þrálát lífræn mengunarefni og lekur þeim út í umhverfið um leið og þau dreifast og halda áfram að brotna niður. Ör- (1-5mm) og mið-plast (5-10mm), sem saman verður kallað örplast í þessari rannsókn, er einkar skaðlegt miðað við smæð sína og upptöku inn í fæðuvefi og setur einstaklinga í hættu á bæði líkamstjóni og efnaskaða vegna efnasambanda í plasti. Það er afar mikilvægt að skilja útbreiðslu og magn örplasts um allan heim til að skilja alvarleika málsins og hugsanlegan skaða fyrir sjávarlífverur. Þessi rannsókn metur örplastsmengun á Skjálfandaflóa, lágheimskautasvæði sem er helsta búsvæði margra sjávarlífvera og afar mikilvægt fæðuöflunarsvæði fyrir skíðishvali. Með því að safna yfirborðssjávar sýnum einu sinni í viku sumurin 2021 og 2022 með notkun alhliða hraða aukningar netbúnaðar (AVANI) um borð í borgaralegri vísindaferð, var algengi örplasts rannsakað. Sýni voru síuð og könnuð sjónrænt til að greina og flokka örplast sem fannst. Með notkun síunarhraða frá fyrri rannsóknum, var reiknaður út fræðilegur inntökuhraði örplasts af hnúfubak (Megaptera novaeangliae), hrefnu (Balaenoptera acutorostrata) og steypireyði (Balaenoptera musculus). Örplast fannst í 78% sýnanna sem voru tekin (n=32), í heild 165 einstök stykki í 32 vörpum sem náðu yfir vegalengdina 187 sjómílur (346km). Bútar og þræðir voru algengustu örplastsgerðir sem fundust í sýnunum, og margir þræðir grunaðir um að vera úr veiðarfærum. Með því að reikna fjöldann af plaststykkjum á km2, var metið að það séu að meðaltali 3.389 örplasts hlutir á km2 á Skjálfandaflóa. Hnúfubakar gætu verið að innbyrða 13 stykki af örplasti, og hrefnur og steypireyðar að innbyrða 0,6 og 24,5 plaststykki hvorar um sig á rúmmetra á klukkustund. Þetta er fyrsta mat á örplastsstyrk á Skjálfandaflóa og fyrstamatáinnbyrðingarhraðafyrirskíðishvaliáþessusvæði. Betriúrgangsstjórnunaraðferðir þarf að þróa bæði hér á landi og á heimsvísu til að draga úr frekari örplastsmengun.