Belgen forceren doorbraak in opsporing microplastics in zee: "Veel efficiënter in kaart te brengen"
Belgische onderzoekers hebben een doorbraak bewerkstelligd in het opsporen van microplastics in zeewater. Dankzij een nieuwe methode op basis van fluorescentie zijn ze erin geslaagd om veel sneller te bepalen hoeveel microplastics er zich in het water bevinden, hoe groot de deeltjes zijn en om welk soort plastics het gaat: "Dit kan de vervuiling veel beter in beeld brengen, en de methode is goedkoper."
De studie is pas verschenen in het gespecialiseerde magazine Science of the Total Environment. Het gaat om een samenwerking tussen het VLIZ (Vlaams Instituut voor de Zee), het ILVO (Instituut voor Landbouw-, Visserij- en Voedingsonderzoek) en UGent.
Waarom is dit belangrijk?
De nieuwe methode moet onderzoekers overal ter wereld toelaten om veel sneller en efficiënter microplastics (microscopisch kleine deeltjes plastiek) in het water op te sporen. De onderzoekers zelf spreken over een doorbraak, nu ze op een semi-automatische manier waterstalen kunnen gaan analyseren op de aanwezigheid en het type van microplastics.
Zo kan het onderzoek naar de vervuiling door microplasticdeeltjes, die zich over de hele planeet hebben verspreid, veel efficiënter gebeuren. "We hebben meer en meer nood aan opvolging daarvan, vooral voor de kleinere plastics", vertelt ons VLIZ-woordvoerder Jan Seys.
"Bovendien kunnen we zien om welk type fijne plastics het gaat, wat belangrijk is om de bron van de vervuiling te achterhalen." Seys noemt de ontwikkelde methode "uniek in de wereld: het is de eerste keer dat we op een semi-automatische manier die analyses kunnen gaan doen."
Dit is uniek in de wereld. We kunnen semi-automatisch werken
Wat is het grote voordeel?
"Op dit moment gebeurt dat onderzoek naar microplastics op een arbeidsintensieve manier en de apparatuur die je ervoor nodig hebt is duur", zegt hoofdauteur van de studie Nelle Meyers, doctoraatsstudente binnen het samenwerkingsverband tussen VLIZ, ILVO en UGent. "Omdat het zo duur, is het niet overal ter wereld beschikbaar. De nieuwe methode is tijdsefficiënter en de benodigde apparatuur is goedkoper. Daardoor gaan we in de toekomst de vervuiling veel beter in kaart kunnen brengen."
Waar je vroeger een hele dag voor nodig had, kan nu semi-automatisch in één uur
Nelle Meyers schetst hoeveel sneller het kan gaan: "Bij de oude methode moet je de partikels een voor een bestuderen. Dat kost ongeveer 20 minuten per deeltje. Voor het analyseren van zo'n 20 partikels heb je, samen met de tijd voor de opstart van de machine, een hele dag nodig. Met onze nieuwe methode kunnen we dit in een uur."
De apparatuur om dit te doen is ook een pak goedkoper, waardoor ze ook makkelijker beschikbaar wordt in armere landen.
Hoe werkt het?
De nieuwe methode steunt op artificiële intelligentie op basis van herkenningsalgoritmes en werkt met kleurmethodes (fluorescentie). Eerst worden aan het waterstaal chemicaliën toegevoegd om het organisch materiaal te verwijderen.
Daarna wordt het water gefilterd door kleine filters van enkele micrometers. Vervolgens wordt een kleurstof toegevoegd, waarna onderzoekers met een fluorescentiemicroscoop het resultaat kunnen bekijken, en dus kunnen zien hoeveel microplastics er zijn, van welke grootte en van welk type.
De dubbele analysestap op basis van artificiële intelligentie is nieuw
De eerste stap, het filteren, wordt nu al toegepast. "Maar de analysestap is nieuw. In een eerste model scheiden we plastics van niet-plastics. In een tweede model kunnen we de partikels ook in een bepaalde categorie stoppen, we kunnen bijvoorbeeld zien welk soort polymeren het zijn. Om een voorbeeld te geven: wanneer een deeltje rood fluoresceert, is het wat meer polair", zegt Meyers. (zie tabel hieronder)
In technische taal gaat het respectievelijk om het "Plastic Detection Model" (PDM) en het "Polymer Identification Model" (PIM). Het eerste model bleek bij specifieke tests 95,8 procent accuraat, het tweede ruim 88 procent.
Het kan ook voor vis?
Het onderzoek is gevoerd met stalen uit zeewater en sedimenten, maar niets wijst erop dat het niet zou werken met zoet water, klinkt het, al moet dat nog concreet worden uitgetest. De methode zou binnenkort breed kunnen worden uitgerold. En er is meer. Ze zou niet enkel op waterstalen kunnen worden gebruikt. "Het ILVO is bezig om de techniek toe te passen op mosselen, visfilet en vismagen", zegt Meyers.
Hoe gevaarlijk zijn microplastics?
Microplastics zijn minuscule deeltjes plastic die we met het blote oog niet kunnen zien. De deeltjes komen overal ter wereld voor door afbraak van plastic afval of kunnen rechtstreeks in ons milieu terechtkomen, en dat op verschillende manieren. Zelfs autobanden (de slijtage bij het remmen) vormen een bron van microplastics.
Microplastics hebben zich door de grootschalige vervuiling verspreid tot in de meest afgelegen gebieden. Zo zijn er microplastics gevonden op een afgelegen gebied in Spitsbergen en op bijzonder ontoegankelijke plekken diep in de zee.
Ze vormen onder meer een groot probleem in het zeewater, waar de vervuiling met alle soorten van plastics heel groot is. Enerzijds is er een impact op het milieu en op ecosystemen, maar omdat vissen microplastics binnenkrijgen en wij die vis opeten, vormen ze mogelijk ook een gevaar voor de mens.
Omdat onze zeeën en oceanen steeds meer vervuild raken met microplastics, hebben wetenschappers er al herhaaldelijk voor gewaarschuwd dat er tegen 2050 misschien wel meer plastic in de zee zal zitten dan vis. Onlangs bracht het wereldnatuurfonds WWF nog een rapport uit waarin het waarschuwt voor de verdere vervuiling door plastics waarbij er ook 'hotspots' zouden ontstaan in bijvoorbeeld de Middellandse Zee.
Hoe gevaarlijk microplastics zijn voor onze gezondheid, daarover loopt nog onderzoek. Wetenschappers vermoeden dat hoe kleiner de deeltjes zijn, hoe potentieel gevaarlijker omdat ze dan ons lichaam kunnen binnendringen via bijvoorbeeld de darmwand of de longwand.
Microplastics zitten onder meer in allerlei organismen op de zeebodem. Bekijk hier een reportage uit het Journaal (juni 2018).
