A density separation method for microplastics implemented to varved sediments of Lake Kallavesi, eastern Finland

Abstract

Microplastics are environmentally persistent pollutants ubiquitous in the aquatic environment. Compared to marine environments, the abundance of microplastics in freshwater environments is less studied. The thesis introduces an improved density separation method to isolate microplastics from loose sediment samples. Identification of the found particles was performed by imaging FTIR microspectroscopy combined with MPHunter software. In this study, the method was tested and linked to field results. A freeze core was taken from Maljalahti Bay, Lake Kallavesi, Eastern Finland. Freeze core captures microplastics in an in-situ sediment profile, and the core was dated with varve chronology. Microplastics analysed from the sediment of Maljalahti reflected the anthropogenic changes in the lake catchment. According to this study, the amount and variability of microplastics are positively connected to human activities such as the construction work started in the immediate catchment of Maljalahti Bay.

Mikromuovit ovat ympäristöön rikastuvia saasteita, joiden tutkimus on yleistynyt vasta 2000-luvulla. Mikromuovitutkimus keskittynyt lähinnä merialueille, ja tutkimus järvissä on pitkään ollut toissijaista, vaikka järvet ovat yleisesti herkempiä vesistöjen pilaantumiselle. Tässä pro gradu -tutkielmassa tutkittiin mikromuovien määrää sekä trendejä suomalaisessa järviympäristössä vuosina 2009–2016 ja kehitettiin uusi tiheyseroihin pohjautuva mikromuovien erottelumenetelmä, jonka avulla muovipartikkelit erotetaan sedimentistä. Mikromuovien tunnistamisessa käytettiin kuvantavaa FTIR-laitteistoa sekä MPHunter-ohjelmaa. Näytteet otettiin jääsormimenetelmällä Kuopion Kallavedestä, Maljalahden pohjasedimentistä. Jääsormen avulla mikromuovipartikkelit kytkettiin sedimenttiprofiiliin, joka ajoitettiin lustokronologiaa käyttäen. Tämän tutkielman tulokset osoittavat, että Maljalahden järvisedimentin mikromuovipartikkelien määrä ja partikkelien muovilaadut kasvoivat Maljalahden alueen rakentamisen aloitettua vuonna 2011.