In de eerste plastic blog heb ik vooral gekeken naar de productie en
het gebruik van plastic.
De grote stukken plastics blijken echter af te breken in macro (deeltjes groter dan 5 mm), micro (deeltjes kleiner dan 5 mm) en nano plastics (deeltjes kleiner dan 1 micrometer). Dit gebeurt doordat de plastics slijten en uiteenvallen, als gevolg van water, zonlicht, wind en vorst. Microplastic ontstaan echter niet alleen doordat plastic uiteen valt in kleinere deeltjes, we voegen ook bewust microplastics aan allerlei producten toe, daar heb ik in plastic blog 1b naar gekeken.
Vervolgens ben ik in de plastic blog 2 gaan kijken naar waar de microplastics zoal gevonden worden, ze blijken overal te zijn: in de lucht, in de sneeuw, op de polen, in de oceaan, zelfs op de bodem van de diepste trog en op het meest afgelegen stukje oceaan (point nemo), overal worden microplastics in het water of in het sediment gevonden.
Hoe lang deze microplastics bestaan, daar is onduidelijkheid over. Volgens tabel 2 in dit RIVM rapport (achtergronddocument van de EU) moeten microplastics die worden gebruikt een halfwaarde tijd hebben tussen de 40 en 180 dagen afhankelijk van het milieu waarin ze zich bevinden. Het achtergronddocument laat echter zien dat dit een vereiste is die onder de juiste omstandigheden verwacht mag worden, de grote vraag is welke omstandigheden zich op verschillende plaatsen voordoen. Gezien ophef die in de compostwereld aan het ontstaan is over bio-afbreekbaar plastic, (het blijkt namelijk dat afbreekbaar plastic in de praktijk veel minder goed afbreekt dan beloofd wordt, omdat de omstandigheden niet zo zijn als de fabrikant vereist voor goede afbreekbaarheid van het plastic), vrees ik dat we de microplastics langer tegen gaan komen.
Als deze microplastics overal gevonden worden, wat is dan de impact hiervan, op het leven in de oceaan en op het leven in de bodem en op de planten? Daar wil ik deze blog naar kijken.
De top 5 minst gevaarlijke plastics bij afbraak zijn met bijbehorende risicoscore:
Niet alle plastics worden ook in grote mate teruggevonden als microplastics. De 6 belangrijkste plastics die als microplastics worden gevonden zijn (met bijbehorende risicoscore):
Deze plastisfeer, zoals de leefwereld op plastic genoemd wordt, heeft een geheel eigen biotoop, met andere groepen organismen, dan de omgeving waar deze plastics drijven (artikel 1, artikel 2).
Deze plastisfeer is ondertussen wel opgenomen in het ecosysteem van de oceanen, waardoor het snel opruimen van deze plastics mogelijk tot een ecologische ramp kan leiden, vanwege de colleteral damage (zie het onderzoek van Rebecca Helm).
Omdat dit plastic door de oceaanstroming over de hele wereld wordt getransporteerd, zijn deze (micro)plastics ook een mooie manier voor (kleine) organismen om zich over de planeet te verspreiden. Dit vergroot echter wel de kans op invasieve soorten (artikel, pdf).
Een onderzoek van microplastics op stranden van Singapore liet zien (artikel, nieuwsbericht), dat deze plastics veel bacterien bevatten, de 275 stukjes microplastics bevatten meer dan 400 verschillende soorten bacterien, waaronder toxische bacterien (ongeveer een derde van de bacterien). Microplastics kunnen dus ook een bron van ziekten worden.
Tegelijkertijd lijkt het erop dat microplastics ook samenklonteren met andere deeltjes van biologische oorsprong. Hierdoor worden ze zwaarder, wat maakt dat ze sneller naar de bodem zakken (artikel) en daarmee niet meer deze transportfunctie kunnen vervullen.
Veel plastics die in de oceanen terecht komen, lekken allerlei chemicalien, waarvan meerdere giftig zijn voor bepaalde soorten. Een onderzoek (artikel, nieuwsartikel) focuste op de Alikruik schelp. Deze schelp eet algen en wordt gegeten door krabben. Als een krab een alikruik benadert, kruipt deze normaal gesproken in zijn schelp, verbergt zich etc. De (chemicalien in de) microplastics zorgen er echter voor dat de schelp dit gedrag niet meer vertoont. Als de alikruik zich niet meer verbergt, omdat het microplastics eet, kan deze massaal worden opgegeten en daarmee uit de voedselpiramide verdwijnen, met alle gevolgen van dien voor het voedselweb.
Ook mosselen blijken te reageren op microplastics. In een onderzoek (artikel) werden mossels (Mytilus galloprovincialis) blootgesteld aan polyethyleen (PE) en polystyreen (PS). Deze twee stoffen blijken als microplastics de stof pyreen te absorberen. De mossels namen de microplastics op. Vervolgens bleken de mossels allerlei groeiveranderingen op cellulair niveau te vertonen, wat lijkt te zijn veroorzaakt door de combinatie van de microplastics en de pyreen.
Recentelijk zijn er twee onderzoeken naar zeepieren (Arenicola marina) verschenen (artikel 1, artikel 2, nieuwsbericht) Het eerste onderzoek heeft laten zien dat de verhoogde consumptie van microplastics (vooral UPVC), leidde tot een verlaagd energieniveau, waardoor de wormen minder actief opzoek gaan naar eten. Het tweede onderzoek, waarbij de pieren ook werden blootgesteld aan PVC en bepaalde chemicalien, liet zien dat de opname van nonylfenol (uit PVC, of los toegevoegd in zand; deze stof wordt in de EU niet meer toegepast, maar is nog wel aanwezig in microplastics) de beschermingsmechanismen tegen pathogene bacterien met 60% verminderd. Opname van triclosan uit PVC maakte de wormen 55% minder goed in staat om de bodem te verbeteren en verhoogde de mortaliteit met 55%. Opname van PVC maakte de wormen 30% meer vatbaar voor oxidatieve stress.
Plastic deeltjes zijn ondertussen aangetroffen in vrijwel alle vormen van zeeleven – van plankton (video) tot walvissen. Kortom, allerlei onderzoek duidt erop dat microplastics in de oceanen nog wel hun sporen zullen gaan nalaten.
Het ecosysteem op aarde biedt een rijke variatie aan schimmels en bacterien en hierbij zijn mogelijk allerlei soorten die plastics kunnen afbreken en omzetten naar nuttige stoffen. Zo blijkt de bacterie Comamonas acidovorans in staat om een enzym te maken dat polyester PUR afbreekt. Brevibacillus borstelensis kan PE afbreken. Zo lang ze niet worden afgebroken blijken microplastics een grote invloed te kunnen hebben, de mate van invloed hangt echter sterk van het type plastic.
De meeste onderzoeken die zijn uitgevoerd naar de invloed van microplastics, zijn onderzoeken met microplastics en wormen. Een zeer beperkt aantal onderzoeken zijn uitgevoerd op de invloed van microplastics op planten. In deze overzichtsstudie uit 2019 is een overzicht van de kennis tot dan toe weergegeven. Een aantal onderzoeken pak ik eruit.
Onderzoek 1: Ringwormen, nylon en pvc:
In dit onderzoek blijken microplastics een behoorlijke invloed te hebben op wormen in de "landbodem" (artikel, nieuwsbericht). Het onderzoek focuste op de Enchytraeus crypticus, een ringwormen soort die zeer wijdverspreid is. Bij dit onderzoek werden de wormen gedurende 21 dagen blootgesteld aan verschillende typen (nylon en pvc) en groottes microplastics (van 13 tot 150 micrometer). Het onderzoek liet zien dat hoge gehalten microplastics de vruchtbaarheid van wormen kan halveren. Hierbij geldt, hoe kleiner de deeltjes, hoe groter de reductie van de vruchtbaarheid.
Onderzoek 2: Rondwormen, PS:
Een onderzoek uit 2018 (artikel) heeft wormen blootgesteld aan PS microplastics aan rondwormen (Caenorhabditis elegans). Kleinere microplastics leken bij dit onderzoek grotere gevolgen te hebben. Gevolgen waren een kleinere overlevingskans, kortere wormen en een verandering van het bewegingsgedrag van deze rondwormen.
Onderzoek 3: Grondetende wormen, raaigras, HDPE, PLA, kledingvezels en polymelkzuur:
In een ander onderzoek (artikel, nieuwsbericht, nieuwsbericht, nieuwsbericht) in onderzoek gedaan naar de invloed van microplastics op zowel de ontwikkelingen van grondetende wormen (endogeic) van de soort Aporrectodea rosea en van de groei van engels raaigras. Dit onderzoek duurde 30 dagen. Bij dit onderzoek is gebruik gemaakt van biodegradeerbaar polymelkzuur of polylactide (PLA), HDPE en microplastic vezels van kleding.
De aan HDPE-microplastics bloot gestelde wormen verloren gedurende de test ruim 3% van hun gewicht, terwijl de niet blootgestelde wormen een gewichtstoename van ruim 5% hadden. De aanwezigheid van HDPE leidde tot een verlaging van de PH in de bodem. De bodem waar PLA in aanwezig was, groeide het gras minder hoog. In het proeven waar PLA dan wel kledingvezels aanwezig waren, ontkiemden minder Engels raaigras zaaigoed. Tenslotte veranderde de bodemstructuur, indien er microplastics aanwezig waren, wat potentieel een impact kan hebben op de stabiliteit van de bodem. Aangezien juist de grondetende wormen van groot belang zijn voor de bodemstructuur en deze door de microplastics beinvloed worden, niet verbazingwekkend, maar wel des te zorgwekkender.
Aangezien de wormen ook een belangrijke functie hebben in het verplaatsen van deeltjes in de bodem, kunnen de wormen (maar ook andere bodem organismen) ook een rol kunnen spelen in het verspreiden, maar ook in het verkleinen van de microplastics.
Onderzoek 4: Tijgerwormen, verontreinigde microplastics:
Wormen blijken echter in staat om hierbij onderscheid te maken tussen verschillende microplastics. Een studie waarbij de microplastics wel en niet waren verontreinigd met de pesticide chlorpyrifos (CPF), liet zien dat de tijgerwormen (Eisenia fetida) de verontreinigde microplastics links lieten liggen.
Onderzoek 5: Lente ui, PA, HDPE, PES, PET, PP en PS:
Een studie die in april 2019 is gepubliceerd heeft onderzoek gedaan naar de impact van het toevoegen van verschillende microplastics (risico score toegevoegd op basis van eerder genoemde studies) aan de bodem waar lente ui (Allium fistulosum) in groeide:
De hoeveelheid microplastics die in de bodem aanwezig zijn, is onbekend. Volgende dit artikel laten verschillende Europese studies zien dat in de landbouwgronden 700 tot 4000 plastic deeltjes per kg bodem voorkomen.
Doordat ze gekolonialiseerd zijn geven ze in de oceaan een geur af die vissen doet denken dat ze voedsel zijn, waardoor de microplastics in de voedselpiramide terecht komen.
De microplastics blijken invloed te hebben op oceaanleven, hierbij lijkt het dan vooral te gaan om de invloed die de chemische toevoegingen hebben op de levende wezens.
Vergeleken met de oceanen zijn er veel minder onderzoeken gedaan naar de invloed van microplastics op het land. De onderzoeken zie zijn uitgevoerd laten zien dat de impact van microplastics niet eenduidig is.
Op het land hebben sommige microplastics relatief positieve gevolgen, zo kunnen PES en PP voor een betere samenwerking met micoriza zorgen, en kan PA als een soort kunstmest fungeren.
Andere hebben echter negatieve effecten: bij PLA en bepaalde kledingvezels kan het echter gebeuren dat gewassen minder goed ontkiemen en minder hoog wordt. Ook lijken microplastics een negatieve impact te hebben op de bodemstructuur. Verder kan HDPE de PH van de bodem veranderen.
Wormen lijken ook beinvloed te worden door microplastics (er is een negatieve invloed gevonden bij nylon, PVC en PS).
Overduidelijk is in ieder geval dat de microplastics invloed hebben en geen inerte toeschouwers zijn. Waar microplastics aanwezig zijn, daar hebben ze invloed. En zoals ik in een eerdere blog heb laten zien, microplastics worden overal op aarde terug gevonden.
- https://www.ceh.ac.uk/news-and-media/news/high-microplastic-levels-soil-can-halve-worm-fertility
- https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(13)01253-0
- https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(13)01343-2
- https://decorrespondent.nl/10638/de-plasticvanger-van-boyan-slat-ineffectief-peperduur-en-mogelijk-een-ramp-voor-het-zeeleven/
- https://www.ema.europa.eu/en/documents/scientific-guideline/guidance-assessment-persistent-bioaccumulative-toxic-very-persistent-very-bioaccumulative-substances_en.pdf
- http://eportfolios.macaulay.cuny.edu/branco2014/files/2014/08/Zettler-2013-Plastisphere.pdf
- https://gupea.ub.gu.se/bitstream/2077/24978/1/gupea_2077_24978_1.pdf
- https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2F978-3-319-16510-3_13.pdf
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30471599
- https://www.nhnieuws.nl/nieuws/258315/bio-afbreekbare-plastic-zakjes-vervuilen-compost
- https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.est.9b01339
- https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.9b03304
- https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/EN/C8EN00412A#!divAbstract
- https://read.qxmd.com/read/11976671/biodiversity-invasions-by-marine-life-on-plastic-debris
- https://www.readcube.com/articles/10.1038/416808a
- https://www.researchgate.net/profile/Defu_He3/publication/326417244_Polystyrene_nanomicroplastics_cause_size-dependent_neurotoxicity_oxidative_damage_and_other_adverse_effects_in_Caenorhabditis_elegans/links/5bd825f092851c6b27990e08/Polystyrene-nanomicroplastics-cause-size-dependent-neurotoxicity-oxidative-damage-and-other-adverse-effects-in-Caenorhabditis-elegans.pdf
- https://www.researchgate.net/publication/328202937_Low-density_polyethylene_microplastics_as_a_source_and_carriers_of_agrochemicals_to_soil_and_earthworms
- https://www.rivm.nl/bibliotheek/rapporten/2016-0026.pdf
- https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rspb.2018.1203
- https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2017.1000
- http://rsbl.royalsocietypublishing.org/lookup/doi/10.1098/rsbl.2018.0453
- https://www.sciencedaily.com/releases/2019/09/190911193303.htm
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S026974911931485X
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749114005211?via%3Dihub
- https://www.theguardian.com/environment/2013/dec/02/microplastic-pollution-harms-lugworms-sea-oceans
- https://www.theguardian.com/environment/2017/aug/16/fish-confusing-plastic-debris-in-ocean-for-food-study-finds
- https://www.theguardian.com/environment/2018/nov/28/microplastic-toxins-leave-shellfish-at-mercy-of-predators-research
- https://www.theguardian.com/environment/2019/sep/12/worms-fail-to-thrive-in-soil-containing-microplastics-study
- https://www.todayonline.com/singapore/toxic-bacteria-found-small-pieces-plastic-trash-singapores-beaches
- http://www.vliz.be/imisdocs/publications/ocrd/282058.pdf
De grote stukken plastics blijken echter af te breken in macro (deeltjes groter dan 5 mm), micro (deeltjes kleiner dan 5 mm) en nano plastics (deeltjes kleiner dan 1 micrometer). Dit gebeurt doordat de plastics slijten en uiteenvallen, als gevolg van water, zonlicht, wind en vorst. Microplastic ontstaan echter niet alleen doordat plastic uiteen valt in kleinere deeltjes, we voegen ook bewust microplastics aan allerlei producten toe, daar heb ik in plastic blog 1b naar gekeken.
Vervolgens ben ik in de plastic blog 2 gaan kijken naar waar de microplastics zoal gevonden worden, ze blijken overal te zijn: in de lucht, in de sneeuw, op de polen, in de oceaan, zelfs op de bodem van de diepste trog en op het meest afgelegen stukje oceaan (point nemo), overal worden microplastics in het water of in het sediment gevonden.
Hoe lang deze microplastics bestaan, daar is onduidelijkheid over. Volgens tabel 2 in dit RIVM rapport (achtergronddocument van de EU) moeten microplastics die worden gebruikt een halfwaarde tijd hebben tussen de 40 en 180 dagen afhankelijk van het milieu waarin ze zich bevinden. Het achtergronddocument laat echter zien dat dit een vereiste is die onder de juiste omstandigheden verwacht mag worden, de grote vraag is welke omstandigheden zich op verschillende plaatsen voordoen. Gezien ophef die in de compostwereld aan het ontstaan is over bio-afbreekbaar plastic, (het blijkt namelijk dat afbreekbaar plastic in de praktijk veel minder goed afbreekt dan beloofd wordt, omdat de omstandigheden niet zo zijn als de fabrikant vereist voor goede afbreekbaarheid van het plastic), vrees ik dat we de microplastics langer tegen gaan komen.
Als deze microplastics overal gevonden worden, wat is dan de impact hiervan, op het leven in de oceaan en op het leven in de bodem en op de planten? Daar wil ik deze blog naar kijken.
Hoe gevaarlijk zijn plastics als ze afgebroken worden en welke plastics worden het meeste gevonden?
Plastics bestaan voornamelijk uit polymeren waar allerlei stoffen aan toe worden gevoegd om het te stabiliseren, een kleur te geven, tegen hitte te beschermen etc. Er zijn duizenden verschillende toevoegbare stoffen. Als plastics afbreken komen deze toegevoegde stoffen vrij. Vele van deze additieven zijn giftig. Hoe riskant een plastic is, hangt erg af van het soort plastic. Er is een uitgebreide studie uitgevoerd, waarbij alleen gekeken is naar 55 polymeer plastics, waarvan de jaarlijkse productie groter was dan 10.000 ton per jaar. Voor elke polymeer is een risicoscore bepaalt op basis van fysieke, milieu en gezondheidsrisico's. De top 5 plastics die bij afbraak het meeste giftige stoffen opleveren zijn volgens deze studie (tabel) met bijbehorende risicoscore:- Flexibele PUR-schuim - 13.844
- Polyacrylamide (PAN) met toegevoegde co-monomeren - 12.379
- Geplastificeerd PVC - 10.551
- PVC - 10.001
- harde PUR schuim - 7.384
De top 5 minst gevaarlijke plastics bij afbraak zijn met bijbehorende risicoscore:
- Polypropyleen (PP) - 1
- Polyvinylacetaat (PVA) - 1
- Polyethyleen terephthalaat (PET) - 4
- Hoge Dichtheid polyethyleen (HDPE) - 11
- Lage Dichtheid polyethylene (LDPE) - 11
Niet alle plastics worden ook in grote mate teruggevonden als microplastics. De 6 belangrijkste plastics die als microplastics worden gevonden zijn (met bijbehorende risicoscore):
- Polypropyleen (PP) - 1
- Polyethyleentereftalaat (PET) - 4
- Hoge en lage dichtheid polyethylene (HDPE en LDPE) - 11
- Polyamide (PA) - 50 tot 63
- Polystyreen (PS) - 1628 tot 1630
- PVC - 10.551
Oceaanplastics worden zeer snel gekolonialiseerd door leven
Plastics die de oceaan bereiken worden binnen een paar weken gekolonialiseerd door allerlei oceaan leven, waaronder algen en bacterien.Deze plastisfeer, zoals de leefwereld op plastic genoemd wordt, heeft een geheel eigen biotoop, met andere groepen organismen, dan de omgeving waar deze plastics drijven (artikel 1, artikel 2).
Deze plastisfeer is ondertussen wel opgenomen in het ecosysteem van de oceanen, waardoor het snel opruimen van deze plastics mogelijk tot een ecologische ramp kan leiden, vanwege de colleteral damage (zie het onderzoek van Rebecca Helm).
Omdat dit plastic door de oceaanstroming over de hele wereld wordt getransporteerd, zijn deze (micro)plastics ook een mooie manier voor (kleine) organismen om zich over de planeet te verspreiden. Dit vergroot echter wel de kans op invasieve soorten (artikel, pdf).
Een onderzoek van microplastics op stranden van Singapore liet zien (artikel, nieuwsbericht), dat deze plastics veel bacterien bevatten, de 275 stukjes microplastics bevatten meer dan 400 verschillende soorten bacterien, waaronder toxische bacterien (ongeveer een derde van de bacterien). Microplastics kunnen dus ook een bron van ziekten worden.
Tegelijkertijd lijkt het erop dat microplastics ook samenklonteren met andere deeltjes van biologische oorsprong. Hierdoor worden ze zwaarder, wat maakt dat ze sneller naar de bodem zakken (artikel) en daarmee niet meer deze transportfunctie kunnen vervullen.
Impact van (micro)plastics op zeeleven
Omdat de plastics zo snel worden gekolonialiseerd, gaan ze ook de geursporen van de daarop levende organismen verspreiden. Deze geursporen komen overeen met ander zeeleven. Vissen (artikel en nieuwsbericht) blijken hierdoor dit plastic, wat een duidelijke oceaan geur verspreid, aan te zien voor voedsel. Vissen gaan zelfs microplastics actief op zoek naar microplastics als voedsel. (Micro)plastics komen hiermee in de voedselpiramide van de oceaan terecht komt.Veel plastics die in de oceanen terecht komen, lekken allerlei chemicalien, waarvan meerdere giftig zijn voor bepaalde soorten. Een onderzoek (artikel, nieuwsartikel) focuste op de Alikruik schelp. Deze schelp eet algen en wordt gegeten door krabben. Als een krab een alikruik benadert, kruipt deze normaal gesproken in zijn schelp, verbergt zich etc. De (chemicalien in de) microplastics zorgen er echter voor dat de schelp dit gedrag niet meer vertoont. Als de alikruik zich niet meer verbergt, omdat het microplastics eet, kan deze massaal worden opgegeten en daarmee uit de voedselpiramide verdwijnen, met alle gevolgen van dien voor het voedselweb.
Ook mosselen blijken te reageren op microplastics. In een onderzoek (artikel) werden mossels (Mytilus galloprovincialis) blootgesteld aan polyethyleen (PE) en polystyreen (PS). Deze twee stoffen blijken als microplastics de stof pyreen te absorberen. De mossels namen de microplastics op. Vervolgens bleken de mossels allerlei groeiveranderingen op cellulair niveau te vertonen, wat lijkt te zijn veroorzaakt door de combinatie van de microplastics en de pyreen.
Recentelijk zijn er twee onderzoeken naar zeepieren (Arenicola marina) verschenen (artikel 1, artikel 2, nieuwsbericht) Het eerste onderzoek heeft laten zien dat de verhoogde consumptie van microplastics (vooral UPVC), leidde tot een verlaagd energieniveau, waardoor de wormen minder actief opzoek gaan naar eten. Het tweede onderzoek, waarbij de pieren ook werden blootgesteld aan PVC en bepaalde chemicalien, liet zien dat de opname van nonylfenol (uit PVC, of los toegevoegd in zand; deze stof wordt in de EU niet meer toegepast, maar is nog wel aanwezig in microplastics) de beschermingsmechanismen tegen pathogene bacterien met 60% verminderd. Opname van triclosan uit PVC maakte de wormen 55% minder goed in staat om de bodem te verbeteren en verhoogde de mortaliteit met 55%. Opname van PVC maakte de wormen 30% meer vatbaar voor oxidatieve stress.
Plastic deeltjes zijn ondertussen aangetroffen in vrijwel alle vormen van zeeleven – van plankton (video) tot walvissen. Kortom, allerlei onderzoek duidt erop dat microplastics in de oceanen nog wel hun sporen zullen gaan nalaten.
Impact van (micro)plastics op bodemleven en planten
Er is veel minder onderzoek naar de invloed van microplastics op het leven in de bodem uitgevoerd, in vergelijking met onderzoek naar leven in de oceanen. Er worden echter steeds meer onderzoeken gepubliceerd.Het ecosysteem op aarde biedt een rijke variatie aan schimmels en bacterien en hierbij zijn mogelijk allerlei soorten die plastics kunnen afbreken en omzetten naar nuttige stoffen. Zo blijkt de bacterie Comamonas acidovorans in staat om een enzym te maken dat polyester PUR afbreekt. Brevibacillus borstelensis kan PE afbreken. Zo lang ze niet worden afgebroken blijken microplastics een grote invloed te kunnen hebben, de mate van invloed hangt echter sterk van het type plastic.
De meeste onderzoeken die zijn uitgevoerd naar de invloed van microplastics, zijn onderzoeken met microplastics en wormen. Een zeer beperkt aantal onderzoeken zijn uitgevoerd op de invloed van microplastics op planten. In deze overzichtsstudie uit 2019 is een overzicht van de kennis tot dan toe weergegeven. Een aantal onderzoeken pak ik eruit.
Onderzoek 1: Ringwormen, nylon en pvc:
In dit onderzoek blijken microplastics een behoorlijke invloed te hebben op wormen in de "landbodem" (artikel, nieuwsbericht). Het onderzoek focuste op de Enchytraeus crypticus, een ringwormen soort die zeer wijdverspreid is. Bij dit onderzoek werden de wormen gedurende 21 dagen blootgesteld aan verschillende typen (nylon en pvc) en groottes microplastics (van 13 tot 150 micrometer). Het onderzoek liet zien dat hoge gehalten microplastics de vruchtbaarheid van wormen kan halveren. Hierbij geldt, hoe kleiner de deeltjes, hoe groter de reductie van de vruchtbaarheid.
Onderzoek 2: Rondwormen, PS:
Een onderzoek uit 2018 (artikel) heeft wormen blootgesteld aan PS microplastics aan rondwormen (Caenorhabditis elegans). Kleinere microplastics leken bij dit onderzoek grotere gevolgen te hebben. Gevolgen waren een kleinere overlevingskans, kortere wormen en een verandering van het bewegingsgedrag van deze rondwormen.
Onderzoek 3: Grondetende wormen, raaigras, HDPE, PLA, kledingvezels en polymelkzuur:
In een ander onderzoek (artikel, nieuwsbericht, nieuwsbericht, nieuwsbericht) in onderzoek gedaan naar de invloed van microplastics op zowel de ontwikkelingen van grondetende wormen (endogeic) van de soort Aporrectodea rosea en van de groei van engels raaigras. Dit onderzoek duurde 30 dagen. Bij dit onderzoek is gebruik gemaakt van biodegradeerbaar polymelkzuur of polylactide (PLA), HDPE en microplastic vezels van kleding.
De aan HDPE-microplastics bloot gestelde wormen verloren gedurende de test ruim 3% van hun gewicht, terwijl de niet blootgestelde wormen een gewichtstoename van ruim 5% hadden. De aanwezigheid van HDPE leidde tot een verlaging van de PH in de bodem. De bodem waar PLA in aanwezig was, groeide het gras minder hoog. In het proeven waar PLA dan wel kledingvezels aanwezig waren, ontkiemden minder Engels raaigras zaaigoed. Tenslotte veranderde de bodemstructuur, indien er microplastics aanwezig waren, wat potentieel een impact kan hebben op de stabiliteit van de bodem. Aangezien juist de grondetende wormen van groot belang zijn voor de bodemstructuur en deze door de microplastics beinvloed worden, niet verbazingwekkend, maar wel des te zorgwekkender.
 |
| Bron: https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.9b03304 |
Onderzoek 4: Tijgerwormen, verontreinigde microplastics:
Wormen blijken echter in staat om hierbij onderscheid te maken tussen verschillende microplastics. Een studie waarbij de microplastics wel en niet waren verontreinigd met de pesticide chlorpyrifos (CPF), liet zien dat de tijgerwormen (Eisenia fetida) de verontreinigde microplastics links lieten liggen.
Onderzoek 5: Lente ui, PA, HDPE, PES, PET, PP en PS:
Een studie die in april 2019 is gepubliceerd heeft onderzoek gedaan naar de impact van het toevoegen van verschillende microplastics (risico score toegevoegd op basis van eerder genoemde studies) aan de bodem waar lente ui (Allium fistulosum) in groeide:
- PA - Risico score 50 - 63
- PEHD - Risico score 11
- PES - Risico score 556 - 1414
- PET - Risico score 4
- PP - Risico score 1
- PS - Risico score 1628 - 1630
- de water stabiele bodemaggragaten/bodemstructuur nam af significant af bij PA, PES en PS, terwijl in de rhizosfeer de water stabiele bodemaggragaten/bodemstructuur toenam bij PA, PES, PET en PP.
- de bodemdichtheid nam af bij PEHD, PES, PET, PP en PS (bij PA was deze gelijk aan de referentie)
- Bij toevoeging van PA en PES nam de verdamping toe (zowel met als zonder de aanwezigheid van een plant), bij PET nam deze beperkt toe.
- Bij alle microplastics nam de totale wortel lengte toe, terwijl de gemiddelde diameter afnam, waardoor het totale wortel oppervlak toenam
- Toevoeging van PES en PP zorgde voor een toename van arbuscular mycorrhizal schimmels
- Toevoeging van PA zorgde voor een vergroting van stikstofgehalte,een verlaging van de C:N ratio en en vergroting van het gewicht in de lente-ui, waarschijnlijk omdat stikstof uit de PA verbindingen lekte. Dit laat zien dat de samenstelling van de microplastics tot een verandering van de chemische samenstelling van de bodem kan leiden, met (positieve dan wel negatieve) gevolgen.
- Grotere microplastics lijken meer invloed te hebben op de bodem dan kleinere deeltjes
 |
| Bron: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.9b01339 |
De hoeveelheid microplastics die in de bodem aanwezig zijn, is onbekend. Volgende dit artikel laten verschillende Europese studies zien dat in de landbouwgronden 700 tot 4000 plastic deeltjes per kg bodem voorkomen.
Conclusies
Microplastics zijn een voedingsbron of een substraat voor leven: zodra ze in de oceaan terecht komen worden ze binnen een paar weken gekolonialiseerd door organismen.Doordat ze gekolonialiseerd zijn geven ze in de oceaan een geur af die vissen doet denken dat ze voedsel zijn, waardoor de microplastics in de voedselpiramide terecht komen.
De microplastics blijken invloed te hebben op oceaanleven, hierbij lijkt het dan vooral te gaan om de invloed die de chemische toevoegingen hebben op de levende wezens.
Vergeleken met de oceanen zijn er veel minder onderzoeken gedaan naar de invloed van microplastics op het land. De onderzoeken zie zijn uitgevoerd laten zien dat de impact van microplastics niet eenduidig is.
Op het land hebben sommige microplastics relatief positieve gevolgen, zo kunnen PES en PP voor een betere samenwerking met micoriza zorgen, en kan PA als een soort kunstmest fungeren.
Andere hebben echter negatieve effecten: bij PLA en bepaalde kledingvezels kan het echter gebeuren dat gewassen minder goed ontkiemen en minder hoog wordt. Ook lijken microplastics een negatieve impact te hebben op de bodemstructuur. Verder kan HDPE de PH van de bodem veranderen.
Wormen lijken ook beinvloed te worden door microplastics (er is een negatieve invloed gevonden bij nylon, PVC en PS).
Overduidelijk is in ieder geval dat de microplastics invloed hebben en geen inerte toeschouwers zijn. Waar microplastics aanwezig zijn, daar hebben ze invloed. En zoals ik in een eerdere blog heb laten zien, microplastics worden overal op aarde terug gevonden.
Bronnen:
- https://aru.ac.uk/news/study-finds-microplastics-stunt-growth-of-worms- https://www.ceh.ac.uk/news-and-media/news/high-microplastic-levels-soil-can-halve-worm-fertility
- https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(13)01253-0
- https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(13)01343-2
- https://decorrespondent.nl/10638/de-plasticvanger-van-boyan-slat-ineffectief-peperduur-en-mogelijk-een-ramp-voor-het-zeeleven/
- https://www.ema.europa.eu/en/documents/scientific-guideline/guidance-assessment-persistent-bioaccumulative-toxic-very-persistent-very-bioaccumulative-substances_en.pdf
- http://eportfolios.macaulay.cuny.edu/branco2014/files/2014/08/Zettler-2013-Plastisphere.pdf
- https://gupea.ub.gu.se/bitstream/2077/24978/1/gupea_2077_24978_1.pdf
- https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2F978-3-319-16510-3_13.pdf
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30471599
- https://www.nhnieuws.nl/nieuws/258315/bio-afbreekbare-plastic-zakjes-vervuilen-compost
- https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.est.9b01339
- https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.9b03304
- https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/EN/C8EN00412A#!divAbstract
- https://read.qxmd.com/read/11976671/biodiversity-invasions-by-marine-life-on-plastic-debris
- https://www.readcube.com/articles/10.1038/416808a
- https://www.researchgate.net/profile/Defu_He3/publication/326417244_Polystyrene_nanomicroplastics_cause_size-dependent_neurotoxicity_oxidative_damage_and_other_adverse_effects_in_Caenorhabditis_elegans/links/5bd825f092851c6b27990e08/Polystyrene-nanomicroplastics-cause-size-dependent-neurotoxicity-oxidative-damage-and-other-adverse-effects-in-Caenorhabditis-elegans.pdf
- https://www.researchgate.net/publication/328202937_Low-density_polyethylene_microplastics_as_a_source_and_carriers_of_agrochemicals_to_soil_and_earthworms
- https://www.rivm.nl/bibliotheek/rapporten/2016-0026.pdf
- https://royalsocietypublishing.org/doi/full/10.1098/rspb.2018.1203
- https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2017.1000
- http://rsbl.royalsocietypublishing.org/lookup/doi/10.1098/rsbl.2018.0453
- https://www.sciencedaily.com/releases/2019/09/190911193303.htm
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S026974911931485X
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749114005211?via%3Dihub
- https://www.theguardian.com/environment/2013/dec/02/microplastic-pollution-harms-lugworms-sea-oceans
- https://www.theguardian.com/environment/2017/aug/16/fish-confusing-plastic-debris-in-ocean-for-food-study-finds
- https://www.theguardian.com/environment/2018/nov/28/microplastic-toxins-leave-shellfish-at-mercy-of-predators-research
- https://www.theguardian.com/environment/2019/sep/12/worms-fail-to-thrive-in-soil-containing-microplastics-study
- https://www.todayonline.com/singapore/toxic-bacteria-found-small-pieces-plastic-trash-singapores-beaches
- http://www.vliz.be/imisdocs/publications/ocrd/282058.pdf
Geen opmerkingen:
Een reactie posten