Wetenschap
Onderzoekers gooien ruim 8.000 stukjes afval in een neprivier om plasticvervuiling tegen te gaan
Niemand weet echt hoeveel plastic er in de rivieren van de wereld zit of waar het zich ophoopt.
Schattingen van de hoeveelheid plastic die via rivieren in de oceanen terechtkomt, variëren van 0,057 miljoen tot 2,75 miljoen ton per jaar, of 10 tot 250 vrachtwagenladingen per dag.
Plasticvervuiling kan verwoestende gevolgen hebben voor rivierecosystemen en de ongewervelde dieren, vissen en zoogdieren die daar leven. Het verbeteren van deze plastic schattingen is dus van cruciaal belang.
Daarom hebben we onderzoek gedaan naar het gedrag van verschillende soorten zwerfvuil in onze waterwegen. Wij en onze collega's hebben de beweging van meer dan 8.000 plastic voorwerpen in grote laboratoriumrivieren gevolgd, die het gedrag van echte rivieren onder perfect gecontroleerde omstandigheden kunnen nabootsen.
Denk eens aan de reis van een plastic koffiekopje dat door de wind of de regen naar een nabijgelegen rivier is gedragen. Zet de beker zich op de rivierbedding? Valt het uiteen en fragmenteert het in kleine microplasticdeeltjes? Of stuitert de beker langs de rivierbedding die door de stroming wordt meegevoerd? Misschien hangt de beker in de waterkolom of drijft hij op het oppervlak, waar hij over grote afstanden kan worden getransporteerd, zelfs helemaal naar de oceaan.
Het aantal verschillende routes dat een stuk plastic in de waterwegen kan afleggen, is divers en ingewikkeld. Het begrijpen van het gedrag van plasticvervuiling in rivieren kan helpen deze complexiteit te overwinnen. Het zou nauwkeurigere schattingen kunnen opleveren van de plasticvervuiling in onze beken, rivieren en zoetwatersystemen.
Als we weten waar het grootste deel van de plasticvervuiling in de rivieren voorkomt, kunnen we gerichte methoden ontwerpen om deze nauwkeurig te tellen en op te ruimen.
Stuiteren en springen
Onze laboratoriumrivier is een lange glazen binnentank met een gecontroleerde waterstroom, die de werkelijke rivieromstandigheden weerspiegelt. Een verscheidenheid aan voorwerpen, van plastic tot sedimenten, kan in deze neprivieren worden gedropt om te bestuderen en te meten hoe ze zich in echte rivieren verplaatsen.
Bij het eerste experiment dat we uitvoerden, volgden we de beweging van kleine bolvormige microplasticdeeltjes die langs een kunstmatige rivierbedding stuiterden en huppelden.
We hebben meer dan 11.000 verschillende microplastic-stuiters geregistreerd, tot op de millimeter nauwkeurig. Door deze bewegingen te volgen, konden we het gedrag van de microplastics onder verschillende omstandigheden karakteriseren. We ontdekten dat bolvormige microplasticdeeltjes zich op vergelijkbare wijze gedragen als natuurlijk sediment, zoals zand en grind.
Dit is goed nieuws omdat er de afgelopen eeuw al een grote hoeveelheid onderzoek is ontwikkeld om te beschrijven hoe kleine sedimentdeeltjes zich in rivieren verplaatsen. Deze kennis kan worden overgedragen om de beweging van microplastics in rivieren beter te voorspellen.
Onze tweede en derde experimenten waren gericht op het volgen van de beweging van veel voorkomende zinkende en drijvende zwerfvuilartikelen, zoals bekers, films en gezichtsmaskers. We ontdekten dat plastic voorwerpen zich op verschillende manieren in rivieren verplaatsen, afhankelijk van hun vorm, grootte en dichtheid.
We ontdekten dat zowel zinkend als drijvend afval als vliegen in een spinnenweb aan het wateroppervlak kan worden gevangen. Als kunststoffen eenmaal door deze oppervlaktespanning zijn gevangen, kunnen ze niet meer gemakkelijk ontsnappen. Dit veroorzaakt een opeenhoping van plastic dat over het rivieroppervlak beweegt.
De kunststoffen die over het oppervlak reizen, zijn gemakkelijk waar te nemen en te tellen in rivieren. Maar als de rivierstroom toeneemt, kan plastic onder het wateroppervlak duiken, waardoor het moeilijker wordt om ze te tellen en te monitoren.
De gegevens die we verzamelden, werden gebruikt om de vergelijkingen aan te passen die eerder voor sedimenten waren ontwikkeld, om zo de totale hoeveelheid plastic te voorspellen die in rivieren reist. De vergelijkingen zouden de monitoring van plasticvervuiling kunnen verbeteren. De gegevens geven ons ook een betere beschrijving van hoe plastic in rivieren wordt getransporteerd.
Het oplossen van de plasticcrisis is nog maar net begonnen. Maar onze experimenten brengen ons een stap dichter bij het krijgen van een realistischer beeld van de plasticvervuiling in rivieren, en bij het bepalen waar we onze schoonmaakinspanningen op moeten richten.