Trace metals in polyethylene debris from the North Atlantic subtropical gyre

• Published in: Environmental Pollution
• Main Authors: Prunier, Jonathan, Maurice, Laurence, Perez, Emile, Gigault, Julien, Pierson Wickmann, Anne-Catherine, Davranche, Mélanie, Halle, Alexandra Ter
• Other Authors: Ecologie des forêts de Guyane (UMR ECOFOG), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-AgroParisTech-Université de Guyane (UG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA), GET (GET), Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications de Bretagne, Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement - CNRS Ecologie et Environnement (INEE-CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IMRCP - Systèmes Moléculaires Organisés et Développement Durable (IMRCP - SMODD), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Géosciences Rennes (GR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire des Sciences de l'Univers de Rennes (OSUR), Université de Rennes (UR)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Total Corporate Foundation
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: HAL CCSD 2019
• Subjects: metals'accumulation; Polyethylene; Polymer; Plastic debris; Microplastic; [SDU.STU.GC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geochemistry; North Atlantic
• Online Access: https://insu.hal.science/insu-01921691; https://insu.hal.science/insu-01921691/document; https://insu.hal.science/insu-01921691/file/prunier-2018.pdf; https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.10.043

International audience Plastic pollution in the marine environment poses threats to wildlife and habitats through varied mechanisms, among which are the transport and transfer to the food web of hazardous substances. Still, very little is known about the metal content of plastic debris and about sorption/desorption processes, especially with respect to weathering. In this study, plastic debris collected from the North Atlantic subtropical gyre was analyzed for trace metals; as a comparison, new packaging materials were also analyzed. Both the new items and plastic debris showed very scattered concentrations. The new items contained significant amounts of trace metals introduced as additives, but globally, metal concentrations were higher in the plastic debris. The results provide evidence that enhanced metal concentrations increase with the plastic state of oxidation for some elements, such as As, Ti, Ni, and Cd. Transmission electron microscopy showed the presence of mineral particles on the surface of the plastic debris. This work demonstrates that marine plastic debris carries complex mixtures of heavy metals. Such materials not only behave as a source of metals resulting from intrinsic plastic additives but also are able to concentrate metals from ocean water as mineral nanoparticles or adsorbed species.