Van microplastics weten we inmiddels wel dat ze in elke uithoek van de aarde (en ons lichaam) zijn terug te vinden, maar over het minuscule broertje ervan, de nanoplastics, is een stuk minder bekend. Onderzoekers hebben nu een meetinstrument ontwikkeld dat helpt om de toxiciteit te achterhalen van deze deeltjes van minder dan een micrometer.
Nanoplastics zijn ongeveer een vijftigste van een menselijke haar. Daardoor kunnen ze nóg makkelijker door barrières in de darmen of de hersenen heen dringen dan microplastics. Maar onderzoekers weten eigenlijk nog niet precies hoe schadelijk ze zijn. De eerste stap bij het achterhalen van de toxiciteit is de ontwikkeling van een betrouwbaar en snel meetinstrument.
Dat is wetenschappers van de University of Massachusetts Amherst nu gelukt. Ze hebben een techniek ontwikkeld die het mogelijk maakt om vast te stellen hoeveel nanoplastics er precies in een monster zitten. En ondertussen komt er ook een prachtig overzicht uit het apparaat rollen van de verschillende soorten nanoplastics in het monster.
De wetenschappers presenteren hun nieuwe methode genaamd OM-SERS deze week in het vakblad Nature Water. Het systeem kan nanoplasticdeeltjes tellen en analyseren in allerlei vloeibare en vaste materialen, zoals bodemmonsters, planten en lichaamsweefsel.
Veel meer nanoplastics
Plastic breekt extreem langzaam af. Een plastic fles kan wel 500 jaar in de natuur achterblijven. Wel vallen er naarmate plastic ouder wordt steeds kleinere stukjes af. Eén enkel microplasticdeeltje kan in theorie uiteenvallen in een biljard (1.000.000.000.000.000) nanoplastics. Daardoor zijn er nu onvoorstelbaar veel van deze piepkleine deeltjes in de natuur. “Omdat nanoplastics zo klein zijn, hebben ze een veel groter totaal oppervlak dan microplastics”, zegt hoofdonderzoeker Baoshan Xing, hoogleraar milieuwetenschappen aan de University of Massachusetts Amherst. “Dat betekent dat ze makkelijker in het oppervlaktewater, de aardbodem en lichaamsweefsel terechtkomen. Eenmaal daar aangekomen, reageren ze sneller met hun omgeving en komen de chemische stoffen en toevoegingen in het plastic in groten getale vrij.”
Goud en lasers
De wetenschappers moesten eerst een manier bedenken om de nanoplasticdeeltjes te isoleren. Xing en zijn collega’s, Jian Zhao en Xiaofeng Shi van de Ocean University of China, gingen druk aan de slag met lasers, goud en water en ontwikkelden hun OM-SERS-methode. Het proces begint met een klein watermonster waar goudnanodeeltjes aan zijn toegevoegd. Vervolgens worden deze bestraald met een laser, waardoor ze opwarmen en de nanoplastics – die in het watermonster aanwezig zijn – naar zich toe trekken. Als de plasticdeeltjes zich hebben verzameld rond het goud, spoelen de onderzoekers alle overige stoffen – zoals zouten en andere onzuiverheden – weg. “Wat overblijft, zijn de plasticdeeltjes die zich rond een goudkern hebben verzameld”, legt Zhao uit. “We kunnen daar direct een gedetailleerde analyse op uitvoeren zonder dat we het monster hoeven te verplaatsen. Zo kunnen we erg nauwkeurig bepalen welke soorten plastic erin zitten en in welke hoeveelheden.”
Deze methode werkt niet alleen met watermonsters. “We hebben OM-SERS getest met water uit een rivier, water uit een kweekgebied in zee en water van het strand”, vertelt Xing. “Maar met de juiste voorbereiding kan onze techniek ook gebruikt worden om nanoplastics in de bodem, in planten of zelfs in ons lichaam te analyseren.”
