Gedrag van nano- en microplastic in rivieren verklaard

Plastic afval wordt wereldwijd aangetroffen in de oceanen, in bodems, sediment en oppervlaktewater. Men verwacht dat de emissies de komende jaren nog met een factor tien zullen toenemen. Als het plastic uit elkaar valt, ontstaan er steeds kleinere deeltjes, uiteindelijk tot kleiner dan een micrometer. Bij deze heel kleine afmetingen kunnen de deeltjes effecten hebben die we nog niet goed kennen. Tegelijk zijn de ultrakleine deeltjes lastig te meten, zodat we voor het vaststellen van de blootstelling vooralsnog op modellen moeten vertrouwen.

De Wageningse onderzoekster Ellen Besseling zegt daarover: 'We wisten al dat microplastics door rivieren worden meegenomen en de waterbodem kunnen bereiken waar ze misschien schadelijk zijn voor waterorganismen. Nu hebben we ook een stuk gereedschap dat ons enorm helpt om te begrijpen hoe dit gebeurt en wat we zien. Dit is belangrijk om oplossingen te vinden voor het probleem van al het plastic afval, en om transport naar de oceaan te kunnen voorspellen.'

Hot spots van nano- en microplastics in rivieren

In hun nieuwe, grensverleggende studie, gepubliceerd in het vaktijdschrift Environmental Pollution, laten Ellen Besseling en medeauteurs simulaties zien van de concentraties van nano- en microplastic met een grootte tussen de 100 nanometer en 10 millimeter, zoals die kunnen optreden in een echte rivier. De berekeningen houden rekening met direct transport van de deeltjes, maar ook met de samenklontering van het plastic met natuurlijke deeltjes, en de bezinking ervan als ‘plastic sneeuwvlokken’. Het model houdt ook rekening met groei van micro-organismen op het plastic en met de verschillende dichtheden van de verschillende soorten plastic. 'Dit geeft heel nuttige inzichten over waar in de rivierbodem ‘hot spot’ locaties voor de verontreiniging met nano- en microplastic verwacht kunnen worden,' zegt projectleider prof. Bart Koelmans. Geen eerder model hield rekening met al deze processen en sommige resultaten zijn opvallend. Zo blijkt bijvoorbeeld dat de nano- en microplastic deeltjes kleiner dan een micrometer (een duizendste millimeter) juist goed bezinken omdat ze grotere vlokken vormen met natuurlijke deeltjes, terwijl grotere plastic deeltjes ook vrij makkelijk bezinken, omdat ze zelf groot zijn. De deeltjes daar tussen in bezinken echter minder snel. 'Dat betekent dat zij waarschijnlijk in grotere mate naar zee worden getransporteerd.'

Klontering van deeltjes

In het water botsen de plastic deeltjes de hele tijd met andere deeltjes. Een belangrijke parameter in het model is de kans dat een plastic deeltje daarbij aan het andere deeltje blijft plakken. Omdat die parameter niet bekend was, zijn literatuurwaarden voor niet-plastic deeltjes gebruikt. Die werden echter toegepast samen met gegevens uit nieuwe experimenten waarbij die ‘kleefkans’ (voor de eerste keer voor microplastic) gemeten werd. De resultaten komen goed met de literatuurwaarden overeen. Alhoewel deze resultaten veelbelovend zijn, benadrukken de onderzoekers dat veel meer studies naar dit botsings- en samenklonteringsgedrag van nano- en microplastic in zoet- en zeewater nodig is.

Inschatting risico’s van plastic afval

Het probleem van plastic afval in het milieu staat hoog op de agenda van beleidsmakers en het publiek. De samenleving vraagt om een vaststelling van de risico’s van ‘plastic soep’ voor mens en milieu. Om die risico’s te kunnen inschatten is informatie nodig over de blootstelling en de effecten van het plastic, om op basis van beide typen informatie het risico te karakteriseren. Zolang de deeltjes echter niet goed gemeten kunnen worden, blijven rekenmodellen waardevol voor de inschatting van die blootstelling. Modellen kunnen ook gebruikt worden om meetprogramma’s te ontwerpen of om te bepalen waar veel plastic in het milieu te vinden zal zijn. In verschillende projecten van Wageningen University & Research wordt gewerkt aan de ontwikkeling van technologieën voor de risico-evaluatie van plastic afval. Dit gebeurt voor het mariene milieu zowel als voor zoet water, zoals bijvoorbeeld in het nieuwe STW-project TRAMP.

Tekst: Wageningen University & Research
Foto: Christophe Brochard