Cigaretskod udleder giftige kemikalier i havmiljøet
Denne artikel har været bragt hos Forskerzonen den 19. januar.
Hvis du går en tur på stranden og vender blikket mod jorden, er der stor sandsynlighed for at få øje på et cigaretskod.
Mange studier (eksempelvis dette) og overvågningskampagner konkluderer, at cigaretskoddet er den antalsmæssigt mest almindeligt forekommende plastforurening i naturen, både i Danmark og internationalt.
Inden for MarinePlastic viser studier lavet af vores kollegaer, at skod primært smides på befolkede strande, og derfra kan skod risikere at skylle ud i havet og aflejres i havbunden.
Cigaretfilteret er fremstillet af en særlig plasttype, cellulose-acetat, og selv om materialet ganske vist ikke er helt så langsomt nedbrydeligt som mange andre plastmaterialer, så måles nedbrydningstiden i måneder til år for cigaretfiltre, som ender op i naturen.
På verdensplan produceres der et sted mellem ½-1 mio ton cellulose-acetat til cigaretfiltre om året.
Så selv om det enkelte skod er småt og måske virker ubetydeligt, udgør henkastning af cigaretskod altså et væsentligt bidrag til plastforurening af naturen.
I et nyt studie, som er accepteret til publikation i tidsskriftet Environmental Science and Technology, har vi set på, hvilke effekter forurening med cigaretskod har på dyrelivet, der lever på havbunden.
Til vores overraskelse fandt vi, at det ikke er selve skoddet, der er det største problem. Herunder udfolder vi vores resultater, og hvad vi kan gøre for at mindske forureningen med cigaretskod.
Men først må vi lige rundt om en meget speciel orm, som er nøglen til alle vores resultater.
En lille orm kan fortælle en vigtig historie
Netop fordi cigaretskod findes i så stort omfang i miljøet, besluttede vi os for at foretage et langtidseksperiment på en lille marin børsteorm ved navn Capitella teleta.
Capitella teleta lever stort set hele sit liv nedgravet i havbundens mudder (sediment).
Dagligt indtager ormen mange gange sin egen vægt i mudder, hvorfra den udvinder det organiske materiale, den lever af. Dyr, der på den måde anvender sediment som kilde til føde, kalder vi sediment-ædere.
Den sidder med hovedet få centimeter nede i sedimentet og halen ovenfor og gnaver sig gennem sedimentet, mens den samtidig lægger sin afføring på overfladen.
Den transporterer dermed sedimentpartikler fra hovedet gennem tarmen, hvor den del af sedimentet, som ikke kan absorberes i tarmen, pakkes til små pakker og sendes videre op til halen – næsten som et lille bitte transportbånd.
Økosystemets ingeniører
Alle de partikler, som er små nok til at komme ind i munden, indtages, uden at ormen tager stilling til deres næringsværdi.
Børsteormen æder dermed også plastpartikler, når de har den rette størrelse, og transporterer dem videre rundt i sedimentsøjlen.
Ormene lever i store kolonier, og på grund af den store mængde sediment, de tilsammen håndterer, spiller de en vigtig rolle i opblanding, omsætning af organisk materiale og strukturering af havbundens sediment.
Den slags organismer kaldes ofte for økosystemets ingeniører.
Ormen er altså en god repræsentant for de smådyr, der lever i, flytter rundt på og omsætter havbundens sediment og som dermed kommer i tæt kontakt med både plastpartikler og giftige stoffer i miljøet.
Fordi den også er rimelig let at arbejde med i laboratoriet, er det en oplagt organisme at lave undersøgelser på, hvis man gerne vil vide mere om, hvordan cigaretskod påvirker havmiljøet.
Plastpartikler kan have flere virkninger
Cigaretfiltre kan potentielt påvirke havmiljøet på to forskellige måder:
1. Dels nedbrydes filtrene til mindre fibre og partikler. Det sker over tid og under påvirkning af forskellige miljøfaktorer såsom lys og bølgebevægelser.
Disse mikroplastfibre og -partikler kan i sig selv have en negativ effekt på havbundens organismer på flere måder.
Eksempelvis ved at genere deres søgning efter mad, interagere med og eventuelt ødelægge celler i deres overfladeepitel (hud) eller fylde op i dyrenes tarme, så de sulter.
2. Dels bærer cigaretfiltre fra røgne cigaretter på en stor mængde forskellige giftige kemikalier, som bliver frigivet til miljøet, når cigaretskod begynder at nedbryde.
Disse kemikalier kan have mange forskellige negative effekter på dyr i havmiljøet, eksempelvis påvirke funktionen af celler, herunder funktionen af nerveceller, eller skade DNA.
Formålet med eksperimentet var at undersøge, om der er en negativ effekt af cigaretfiltre på børsteormen Capitella teleta, og om denne effekt i givet fald primært skyldes partiklerne i sig selv, eller om det er kemikalier i filtrene, som udgør det største problem.
Kemikalier fra cigaretskod påvirker ormenes kønsmodning
I studiet fandt vi, at partikler af filtre fra røgne cigaretter havde alvorlige konsekvenser for ormene, når de blev udsat for en koncentration, som er cirka 100 gange højere end det, vi på nuværende tidspunkt forventer at finde i naturen.
Unge orme voksede dårligt og døde, før de blev kønsmodne ved denne høje koncentration.
Konsekvensen af, at ormene ikke bliver kønsmodne, er, at der ikke bliver produceret unger, og at ormebestanden derfor uddør ved den høje koncentration af partikler fra cigaretskod.
Ved en mere miljørealistisk koncentration af røgne cigaretfiltre var der ikke en signifikant negativ effekt på ormenes vækst eller overlevelse.
Studie med børsteorme
Børsteormene i dette studium blev eksponeret til mikroplastpartikler fra røgne og urøgne cigaretfiltre. Partiklerne blev tilsat til det sediment, som ormene boede i og spiste af gennem hele studiet. Billederne viser de urøgne (øverst) og røgne (nederst) filtre inden nedbrydning til partikler, pulver af mikroplastpartikler produceret af filtrene samt et eksempel på, hvordan partiklerne ser ud under mikroskop. For både røgne og urøgne filtre brugte vi en miljørealistisk koncentration af cigaretfiltre samt en koncentration, som var 100 gange højere end denne. Desuden havde vi en kontrolbehandling, hvor der ikke var tilsat partikler til det sediment, ormene boede i. (Fotos: Monica Hamann Sandgaard)
Kemikalierne er det største problem
Ved den miljørealistiske koncentration var der tendens til, at de orme, der var udsat for partikler fra røgne filtre, fik færre unger sammenlignet med orme, som ikke var blevet udsat for partikler af cigaretfiltre i det hele taget.
Vores beregninger tyder dog på, at tendensen til at få færre unger hos de orme, der blev udsat for den miljørealistiske koncentration af røgne cigaretskod, ikke har indflydelse på ormebestandens mulighed for at bestå.
Når ormene blev udsat for partikler fra urøgne cigaretfiltre, fandt vi til gengæld ingen negative effekter på ormene.
Det gjaldt også, når de blev udsat for koncentrationer, som er cirka 100 gange højere end, hvad vi forventer at finde i naturen.
Vores konklusion er derfor, at det er de kemikalier, der ophobes i cigaretfiltrene under rygning, som udgør det største problem, når cigaretskod henkastes i naturen.
Kan vi frikende cigaretfiltrene?
Vi skal dog samtidig huske på, at Capitella teleta og andre sedimentædere er evolutionært udviklet til dagligt at håndtere mange og forskelligartede partikler.
Børsteormen har kort sagt tilpasset sig til at spise en føde, som indeholder partikler, der potentielt kunne være et problem for andre dyr.
Denne tilpasning kan have været en medvirkende årsag til, at cigaretfilterpartiklerne i sig selv ikke havde en negativ effekt på ormene, og det kun var partikler fra de røgne skod, der havde en negativ effekt.
Det betyder også, at andre dyr i havmiljøet kan være mere påvirkelige af partikler fra både røgne og urøgne cigaretfiltre.
Kemikalier fra cigaretskod indgår i en samlet cocktail af kemikalier i miljøet
Cigaretskod er naturligvis kun én af flere kilder til kemikalier i miljøet. Det betyder dog ikke, at forurening med cigaretskod er ubetydeligt.
De alvorlige konsekvenser af partikler fra de røgne filtre, som vi observerede på børsteormene, var ganske vist ved en koncentration, der er højere, end vi ville forvente at finde i miljøet på nuværende tidspunkt.
Men når kemikalier fra cigaretskod indgår i den samlede cocktail af kemikalier i miljøet, så er dette medvirkende til at skabe dårlige levevilkår for de smådyr, der bidrager til at opretholde et sundt havmiljø gennem deres arbejde som økosystemets ingeniører.
Intet simpelt quick-fix på skod problematikken
Omstilling af cigaretproduktionen til filtre med kortere nedbrydningstid eller et fuldstændigt forbud mod cigaretfiltre vil, som dette studium understreger, kun være en del af løsningen.
For de giftige kemikalier, som er fanget i filtrene, udgør det største problem, når cigaretskod dumpes i naturen.
De giftige kemikalier vil nemlig også findes i filtre af materialer med kortere nedbrydningstid.
Det er desuden sandsynligt, at de cigaretskod, der henkastes i naturen fra cigaretter uden filter, vil indeholde en stor del af de samme giftige kemikalier, som skod fra cigaretter med filtre.
Der er med andre ord ikke et simpelt quick-fix på denne problematik, men derimod behov for en global adfærdsændring fra rygernes side for at komme problemet helt til livs.
Hvad med et pantsystem?
I mere end 10 år har der været en offentlig debat om indførsel af en pantordning på cigaretskod som adfærdsregulerende tiltag.
Sammenligner vi typiske plastfund i naturen i Danmark og resten af Europa, indikerer de, at det måske kunne være en god idé med en pantordning på flere plastemner.
På europæisk plan ligger antallet af plastflasker (samlet for flasker både > og £ 0,5 L) nemlig på en solid 6. plads over det plastaffald, man hyppigst finder på europæiske strande generelt.
Til sammenligning var plastflasker helt nede på en 14. plads over plastaffald, som hyppigst blev samlet op, da 57.000 danske skoleelever hjalp forskere med at indsamle og klassificere 374.082 plastgenstande i den danske natur under Masseeksperimentet i 2019.
Denne forskel kan sandsynligvis forklares med, at vi i Danmark netop har et velfungerende pantsystem for de fleste typer af dåser, plast- og glasflasker til øl og læskedrikke.
Udvikling og implementering af et nyt pantsystem er naturligvis omkostningsfuldt, og der er ikke nogen dokumentation, som vi kan benytte, til at vurdere, om sådan et tiltag ville have den ønskede effekt.
Så om pant på cigaretfiltre kunne være en del af en samlet løsning med flere forskellige tiltag, er stadig til debat.
Børsteormeeksperiment
Figuren til venstre viser, at unge orme har dårligere vækst, når de eksponeres til partikler fra røgede filtre i en høj koncentration (orange søjler), idet ormestørrelsen efter 3 ugers eksponering er markant lavere sammenlignet med kontrol-ormene (blå søjle). Figuren til højre viser, at overlevelsen frem til den kønsmodne alder er god for både kontrol-orme og i tre af mikroplastbehandlingerne. Men ingen orme overlever frem til, de bliver kønsmodne, når de eksponeres for partikler fra røgede filtre i høj koncentration. Data er vist som gennemsnit og fejllinjerne (de lodrette sorte linjer) angiver standardafvigelser. (Grafikker: Sandgaard et al., (2023), i review.)
Se artiklen på Forskerzonen for den fulde visning af grafikkerne.
Serie:
I fire år har forskere på tværs af institutioner samarbejdet om at undersøge forurening med mikroplast i danske have under projektet ‘MarinePlastic’.
Projektet er slut, og det er blevet tid til at gøre status. I denne artikelserie fortæller forskerne om nogle af de fund, de har gjort i løbet af projektperioden.
Du kan læse om vandloppers vilde evner til at sortere deres mad, globale beslutninger om at reducere plastaffald, børsteorme og cigaretskod, engangsplast i køkkenskuffen, plast på danske strande og meget mere.
Læs mere om forskningsprojektet og serien i artiklen Et hav af plast: Hvad fire års forskning i plast og mikroplast har lært os.
Find den fulde artikelserie hos Forskerzonen.
Kilder
- Monica Hamann Sandgaards profil (Roskilde Universitet)
- Annemette Palmqvists profil (Roskilde Universitet)
- Kristian Sybergs profil (Roskilde Universitet)
- 'A nationwide assessment of plastic pollution in the Danish realm using citizen science', Scientific Reports (2020), DOI: 10.1038/s41598-020-74768-5
- 'Toxicity of cigarette butts, and their chemical components, to marine and freshwater fish', BMJ Journals: Tobacco Control (2011), DOI: 10.1136/tc.2010.040170
- 'Degradation of Cellulose Acetate-Based Materials: A Review', J Polym Environ (2011), DOI: 10.1007/s10924-010-0258-0