Elk jaar belanden miljoenen tonnen plastic afval in onze oceanen. De ultraviolette straling van de zon en de bewegingen van de zee breken dit plastic af tot onzichtbare nanodeeltjes, die een bedreiging vormen voor het mariene ecosysteem.
In een nieuw onderzoek hebben ingenieurs aan de Universiteit van Notre Dame duidelijke beelden gepresenteerd van nanoplastics in zeewater voor de kusten van China, Zuid-Korea, de Verenigde Staten en in de Golf van Mexico. Deze kleine plastic deeltjes, afkomstig van consumentenproducten zoals waterflessen, voedselverpakkingen en kleding, bleken een verrassende diversiteit te vertonen in vorm en chemische samenstelling.
“Nanoplastics kunnen potentieel giftiger zijn dan grotere plastic deeltjes,” aldus Tengfei Luo, Professor of Aerospace and Mechanical Engineering aan de Universiteit van Notre Dame. “Hun kleine formaat maakt het mogelijk dat ze gemakkelijker doordringen in het weefsel van levende organismen.”
Onderzoek naar nanoplastics uit de oceaan
In eerdere studies werden nanoplastic deeltjes die in laboratoria waren samengesteld gebruikt in om hun effect op het zeeleven te onderzoeken. Het team van Luo, in samenwerking met het laboratorium van Wei Xu aan de Texas A&M Universiteit, besloot daarentegen om daadwerkelijke nanoplastics in de oceanen van de wereld te zoeken, omdat ze vermoedden dat deze aanzienlijk konden verschillen van de in het laboratorium gemaakte versies, die zeer uniform zijn in vorm en samenstelling. Eventuele verschillen kunnen van invloed zijn op toxiciteitsstudies.
Men gelooft dat nanoplastics zich in extreem lage concentraties in de oceaan bevinden. Om ze in zeewater te vinden, gebruikte het team van Luo een unieke techniek genaamd “bubble deposition,” die ze eerder hadden ontwikkeld om sporen van DNA-moleculen te vinden voor de vroege detectie van kanker.
Het team mengde monsters zeewater met zilveren nanodeeltjes en verhitte de oplossing met een laser totdat er een bel ontstond. Variaties in oppervlaktespanning zorgden ervoor dat de nanoplastic deeltjes zich ophoopten aan de buitenkant van de bel. De bel kromp en verdween, waardoor de deeltjes op één geconcentreerde plek werden afgezet. Vervolgens werden elektronenmicroscopie en Raman spectroscopie gebruikt om de vormen en chemische samenstelling van de nanoplastics te onthullen.
Andere samenstellingen en wijder verspreid dan gedacht
Luo en zijn team van ontdekte nanoplastics gemaakt van nylon, polystyreen en polyethyleentereftalaat (PET) – plastic polymeren die worden gebruikt in voedselverpakkingen, waterflessen, kleding en visnetten – in deze zeewatermonsters. Sommige van de diverse vormen van de deeltjes kunnen worden herleid tot de verschillende productietechnieken die werden gebruikt om ze te creëren. Verrassend genoeg werden PET-nanodeeltjes gevonden in watermonsters die op ongeveer 300 meter diepte in de Golf van Mexico waren verzameld, wat suggereert dat de vervuiling van nanoplastics zich niet beperkt tot het oceaanoppervlak.
Toekomstige studies zullen zich richten op het kwantificeren van nanoplastics in de oceaan, aldus Luo.
“De nanoplastics die we in de oceaan hebben gevonden, waren duidelijk anders dan die in het laboratorium waren gesynthetiseerd,” merkte Luo op. “Het begrijpen van de vorm en chemie van de daadwerkelijke nanoplastics is een essentiële eerste stap om hun toxiciteit te bepalen en manieren te bedenken om deze te verminderen.”
