artikel afdrukken

Micro- en nanoplastics zijn overal: in zee, sediment, mosselen en vissen. De risico’s zijn een vraagteken, maar grootschalig onderzoek moet dat veranderen. ‘Hoe erg je het vindt, is onderdeel van een maatschappelijke discussie.’

Door Arno van 't Hoog
© bionieuws

‘Een breed scala aan kleuren.’ Zo omschrijft Heather Leslie het microscopisch beeld van kunststof brokjes en vezeltjes, die ze samen met haar collega’s van het Instituut voor Milieuvraagstukken van de Vrije Universiteit uit rioolslib filtert. Veel deeltjes zijn tussen de 1 en 40 micrometer groot; soms passeert er een gaaf bolletje kunststof van 150 micrometer. Een liter slib bevat zo’n tweehonderd deeltjes en het water dat de rioolwaterzuivering op het oppervlaktewater loost telt circa twintig deeltjes per liter. In de Noordzee rond de Doggersbank varieert het aantal van 0,2 tot 1,6 deeltje per kubieke meter zeewater.

Met de lasertechniek ramanspectroscopie brengen de onderzoekers de verschillende plasticsoorten in kaart, zoals polyester, polypropyleen of polyamide. Het lijkt op de tekst van een kledinglabel en dat is geen toeval: een deel van de microplastics is afkomstig van synthetische kleding. Vandaar ook de kleurenvariatie. Een fleecetrui kan honderden pet-vezels per wasbeurt verliezen.

Naast kleding is het verweren en verkruimelen van groter plasticafval een bron van micro- en nanoplastics. En ze zitten in badkamerproducten zoals huidscrubs en sommige tandpasta’s. Er is kinderbadschuim te koop met glitterende pet-schilfertjes van 50 micrometer groot.

Het zijn kort samengevat enkele resultaten uit het verkennende onderzoek naar microplastics door Leslie en Dick Vethaak, hoogleraar ecotoxicologie van delta- en kustwateren. Het rapport past in een groeiende stroom internationale publicaties. Monstername op stranden op zes verschillende continenten laat bijvoorbeeld zien dat er geen plaatsen zijn waar microplastics niet voorkomen.

Beleidsmakers willen volgens Leslie direct weten wat het effect is van deze vervuiling. En hoe erg het is. ‘Maar die vraag kunnen we nu nog niet volledig beantwoorden. We hebben wel wat zaken in kaart gebracht over onderzoek aan effecten op zeeleven en zoogdieren. Die geven aanleiding om te denken dat er potentiële risico’s zijn; daarom gaan we ook door met het onderzoek. Net als bij milieuvervuiling met pcb’s of vlamvertragers is drie of vijf jaar onderzoek niet genoeg om voldoende data te verzamelen om de volle omvang van het probleem te begrijpen.’

Er staan inmiddels diverse internationale microplasticprojecten op stapel, die meer inzicht moeten leveren, vertelt Leslie. Zelf is ze vooral geïnteresseerd in blootstelling aan allerlei stoffen via microplastics. Kunststof gedraagt zich een beetje zoals vetweefsel in dieren; het materiaal absorbeert en concentreert organische vervuiling als pcb’s en dioxines – stoffen die in lage concentraties in het water zitten. Die vervuiling komt bovenop stoffen als weekmakers die al in de plastics aanwezig zijn (zie kader). ‘De grote vraag is wat voor blootstelling dat oplevert als een organisme het plastic binnenkrijgt of als de deeltjes de celmembraan passeren.’

Ook op nanoschaal heeft plastic afval opvallende eigenschappen. Hoe kleiner het deeltje, hoe makkelijker het membranen kan passeren via mechanismen als endocytose. Uit onderzoek is bekend dat plasticdeeltjes in de bloedsomloop en organen van mosselen terechtkomen. Medische studies demonstreren dat nanopolystyreen vanuit de bloedbaan van de moeder via de placenta het ongeboren kind kan bereiken.

Zeepier
Dat klinkt verontrustend, maar de vorm waarin plastic deeltjes in de vrije natuur voorkomen speelt ook mee, zegt de Wageningse hoogleraar water en sedimentkwaliteit Bart Koelmans. ‘Veel deeltjes klonteren aan elkaar of aggregeren met organisch materiaal, zeker bij de hoge ionenconcentraties in zeewater.’ Koelmans publiceerde deze maand met collega’s van onderzoeksinstituut Imares over het effect van deeltjes polystyreen van 30 nanometer op het filtergedrag van mosselen (Environmental Toxicology and Chemistry, 18 september online). Daar bleken ze snel te aggregeren tot deeltjes van 1 micrometer.

De mosselen verminderen hun filteractiviteit in reactie op plastic in het water en scheiden het direct uit als klonterige pseudofeces. De eerste reactie remt de voedselopname, het tweede proces kost energie. Die combinatie kan invloed hebben op de gezondheid van de mosselen. Maar of dit nu al een probleem vormt, is volgens Koelmans niet te zeggen. ‘In ons onderzoek gebruiken we verschillende concentraties nanoplastics, maar het is nog niet bekend wat er op dit moment in het milieu voorkomt.’

Na afloop van de experimenten was ook nanoplastic zichtbaar in de mosselen. Daarmee is duidelijk dat schelpdiereters en dus mensen de plastics kunnen binnenkrijgen. Dat is meer dan theorie: Belgische wetenschappers rapporteerden deze zomer dat consumptiemosselen uit de Noordzee ongeveer 1 microplastic deeltje per gram mosselvlees bevatten. Geen reden voor alarm, zeggen de onderzoekers, meer een herinnering dat plastic afval overal is.

Aggregatie en filteractiviteit van schelpdieren zorgen vermoedelijk dat veel nano- en microplastics uit het zoete water in de kustzone of estuaria bezinken en in het slib terechtkomen. Daar worden de deeltjes opgegeten door bijvoorbeeld zeepieren.

Volgens Koelmans hangt het effect vervolgens af van de verblijftijd in de zeepier en de overdracht van de toxische stoffen uit het plastic. ‘Recente metingen en modelstudies uit mijn onderzoeksgroep laten zien dat bij sommige plastics de opname van pcb’s toeneemt, terwijl bij andere plastics de concentratie pcb’s in het water tussen de zandkorrels daalt – en daarmee de blootstelling. Op het niveau van een simpele zeepier kunnen de interacties dus al complex zijn.’

De ecotoxicologische effecten zijn in het veld sowieso moeilijk te bepalen, stelt Koelmans. Met Imares-collega Edwin Foekema schreef hij een artikel over onderzoek naar plastic deeltjes in vijf verschillende Noordzeevissen als haring en schelvis. Voor dat onderzoek losten ze vissen op in loog en filterden de overgebleven vloeistof. In 7 procent van de vissen troffen ze plastic deeltjes aan, in grootte variërend tussen 0,5 en 5 millimeter.

Cosmetica
Koelmans: ‘Vissen kun je scoren op een conditiefactor. Vissen zonder plastic scoren een 1, vissen met plastic 0,98. Dat is een klein verschil en het is bovendien correlatief. We kunnen niet zeggen of dat door het plastic wordt veroorzaakt; misschien zijn vissen met een lagere conditiefactor hongeriger of minder kieskeurig in wat ze eten.’

Wat moet de maatschappij met zulke inzichten? Koelmans: ‘Het is zoals het is. We zien plastics en rapporteren dat: er zit plastic in vis, maar we denken dat dat op dit moment geen groot effect geeft. Het is niet zoals bij stormvogels, dat we kunnen zeggen wat de negatieve gevolgen voor het dier zijn. Hoe erg je het vindt, is onderdeel van een maatschappelijke discussie. Die gaat bijvoorbeeld over de vraag of je uit voorzorg moet ingrijpen als je niet weet hoe groot de risico’s zijn.’

Milieuorganisaties voeren vanuit dat voorzorgsprincipe sinds kort acties voor een verbod op microplastics in cosmetica. Met succes, want een aantal merken en producenten heeft al aangekondigd het gebruik ervan te stoppen.

Volgens Heather Leslie kijk de maatschappij anders naar plastics dan naar andere vormen milieuvervuiling. ‘Het duurt altijd heel lang voor we genoeg weten. Dat was in het verleden ook zo bij de risico’s van roken. Daar bleven sommigen twijfelen. Maar vervuiling met plastics is heel visueel, vergelijk het maar met olievogels. Vrijwel iedereen walgt van plastic afval in het milieu; iedereen wil dat het uit zee verdwijnt. Dat geldt ook voor de fabrikanten. Bovendien: als mensen horen dat het in hun badproducten zit, komt de problematiek opeens heel dichtbij.’


Kader: Weglekkende bestanddelen
‘Veel kunststoffen zijn een mengsel van verschillende polymeren, weekmakers, vlamvertragers en andere additieven’, zegt ecotoxicoloog Heather Leslie van de Vrije Universiteit. ‘Niemand heeft enig idee in hoeverre die stoffen weglekken uit de diverse kunststofmengsels. Daar is nog veel onderzoek voor nodig.’

Zo kunnen weekmakers tussen de 10 en 60 procent van het plasticgewicht uitmaken. Op de miljoenen tonnen plastic afval gaat het om grote hoeveelheden potentieel weglekkende bestanddelen. Een ander voorbeeld is bisfenol A, een bouwsteen van polycarbonaat, gebruikt voor eetgerei en dvd’s. Bisfenol A lekt in kleine hoeveelheden uit het kunststof. Het heeft een zwak oestrogene werking en daarom is het gebruik ervan in babyflessen sinds 1 maart 2011 verboden. Toch groeit het gebruik van polycarbonaat wereldwijd; veel mensen hebben tegenwoordig kleine sporen van bisfenol A in bloed en urine.

Omdat plastics zo divers van samenstelling zijn, is het moeilijk iets algemeens te zeggen over het uitlogen van deze stoffen en eventuele toxische effecten. Leslie: ‘We weten zelfs niet hoe lang het duurt voordat plastics helemaal zijn afgebroken. Dat is belangrijk om te weten als je wilt voorspellen wat de milieueffecten op de lange termijn zijn. De halfwaardetijd van plastic in het milieu ligt in de orde van honderden jaren, maar empirisch onderbouwd is dat niet, want we hebben pas een halve eeuw ervaring met plastic.’

Kader: Stormvogels poepen plastics
Imares-onderzoeker Jan Andries van Franeker bestudeert de maaginhoud van aangespoelde noordse stormvogels om plasticvervuiling in de Noordzee in kaart te brengen. De boven open water levende vogels zien de plastics aan voor voedsel. In de periode tussen 2005 en 2009 onderzochten Van Franeker en collega’s ruim negenhonderd magen en in 95 procent zaten stukjes plastic. Gemiddeld had een stormvogel dertig stukjes in z’n maag, met een gemiddeld totaal gewicht van 0,33 gram. Die hoeveelheden zijn in sommige ernstig vervuilde gebieden nog hoger.

De stormvogel heeft zich door het onderzoek ontwikkeld tot een instrument waarmee overheden vervuiling op zee monitoren. De plasticvervuiling blijkt de laatste jaren niet af te nemen, wel verschuift de bron van industrieel afval naar gebruiksplastic.

Uit onderzoek blijkt dat stormvogels – als ze niet sterven door obstructie van het maagdarmkanaal – circa driekwart van de plastics die ze binnenkrijgen in hun spiermaag verkruimelen tot microplastics en ze tenslotte uitpoepen. Van Franeker schat dat ze zo alleen al op de Noordzee jaarlijks 6 ton plastics vermalen en verspreiden.