De microplasticdeeltjes in ons milieu en ons voedsel zijn zeer divers en complex. Daardoor is het moeilijk om de risico’s voor mens en milieu te bepalen. Onderzoekers van Wageningen University & Research hebben voor het eerst een wiskundig kader ontwikkeld om de risico’s van deze deeltjes te kunnen beoordelen.

Wagenings onderzoeker professor Bart Koelmans: ‘We wisten al dat microplastics zich verplaatsen over de hele wereld, mogelijk met nadelige gevolgen voor het leven in het water en voor onze eigen gezondheid. Nu hebben we hulpmiddelen ontwikkeld waarmee we beter te weten komen of en wanneer dit werkelijk gebeurt. Dat is belangrijk voor het opzetten van strategieën om microplastic afval te beperken.'

Appels en peren

Tot dusver is onderzoek naar de blootstelling aan en de effecten van microplasticdeeltjes als het vergelijken van appels en peren. Dit komt doordat twee microplasticdeeltjes nooit hetzelfde zijn. Daarnaast verschillen de methoden die worden gebruikt om de blootstelling en de effecten te meten. Hierin worden verschillende soorten microplastics gebruikt, die allemaal heel anders zijn dan de mengsels waaraan wij worden blootgesteld.

Bart Koelmans en zijn collega's bespreken in hun nieuwe onderzoek, dat is gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Nature Reviews Materials, manieren om dit op te lossen met wiskundige methoden. Methoden die nieuw zijn in het onderzoek naar microplastics: ‘Hiermee hebben we een manier gevonden om al deze gegevens voor te stellen als ‘appels', waardoor de risico's constant met elkaar te vergelijken zijn', vertelt co-auteur Merel Kooi. Kooi heeft veel bijgedragen aan de ontwikkeling van de concepten als onderdeel van haar promotieonderzoek.

Een belangrijk element van de nieuwe aanpak is dat microplastics niet langer moeten worden ingedeeld in afzonderlijke categorieën van grootte, vorm of polymeer. Dit is de traditionele aanpak, maar daarbij zijn er te veel parameters nodig: tientallen polymeren, ongeveer tien vormcategorieën, en ook het gebruik van tien groottecategorieën is eerder regel dan uitzondering. Zulke categorieën zijn ook onnauwkeurig, omdat in elke categorie alles over één kam wordt geschoren. Bart Koelmans vertelt: ‘In plaats daarvan beschrijven we microplastics als een continuüm van eigenschappen. Als de deeltjes in grote aantallen voorkomen, en dat is het geval, kunnen die eigenschappen het best beschreven worden met wiskundige verdelingen. En als je de verdelingen kent, kun je allerlei gegevens uit verschillende onderzoeken op elkaar afstemmen, wat een enorme verbetering geeft.'

Risicobeoordeling van microplastics

Het probleem van plasticverontreiniging staat hoog op de agenda van beleidsmakers en het publiek. De samenleving wil dat de risico's van plastic afval voor mens en milieu worden beoordeeld. Kwantitatieve methoden zoals deze zullen naar verwachting bijzonder nuttig zijn bij het informeren van het publiek over waar en wanneer microplastics risico's opleveren. Zolang de analysemethoden om plastic deeltjes op te sporen en de methoden om de effecten te beoordelen allemaal verschillen en nog in ontwikkeling zijn, biedt deze nieuwe methode een waardevol hulpmiddel om het risico van deze nieuwe verontreiniging te beoordelen. Tot nu toe werd de methode door het team van de auteurs gebruikt om de risico's voor oppervlaktewater en zoetwatersedimenten op wereldschaal in te schatten, met een risico voor een paar procent van de wereldwijde locaties.

In Californië worden de nieuwe methoden sinds kort toegepast om wettelijke normen af te leiden voor microplastics in het zeemilieu en in drinkwater. De resultaten worden begin 2022 verwacht.

Bij Wageningen University & Research zijn er verschillende nieuwe projecten voor de verdere ontwikkeling van hulpmiddelen voor de risicobeoordeling van nano- en microplastics, waarbij de nadruk verder ligt op risico's voor de menselijke gezondheid.