Wetenschap
Wat zijn nanoplastics? Een ingenieur legt zorgen uit over deeltjes die te klein zijn om te zien
Het is gebruikelijk geworden om te lezen dat microplastics – kleine stukjes plastic, kleiner dan een potloodgum – overal en in alles opduiken, inclusief de oceaan, landbouwgrond, voedsel en menselijke lichamen. Nu krijgt een nieuwe term de aandacht:nanoplastics. Deze deeltjes zijn zelfs nog kleiner dan microplastics:zo klein dat ze met het blote oog onzichtbaar zijn.
Nanoplastics zijn een soort microplastics die zich onderscheiden door hun extreem kleine formaat. Microplastics zijn doorgaans minder dan 5 millimeter breed; nanoplastics hebben een doorsnede tussen de 1 en 1.000 nanometer. Ter vergelijking:een gemiddeld mensenhaar is ongeveer 80.000 tot 100.000 nanometer breed.
Nanoplastics baren steeds meer zorgen dankzij de recente technologische vooruitgang waardoor onderzoekers ze beter kunnen detecteren en analyseren. Door hun kleinere formaat kunnen ze gemakkelijker over lange afstanden en naar meer diverse omgevingen worden getransporteerd dan microplastics. Ze kunnen gemakkelijker cellen en weefsels van levende organismen binnendringen, wat tot andere en acutere toxicologische effecten zou kunnen leiden.
Uit onderzoek van de afgelopen twee jaar is gebleken dat nanoplastics voorkomen in menselijk bloed, in lever- en longcellen, en in voortplantingsweefsels zoals de placenta en de teelballen. Over de hele wereld zijn nanoplastics aangetroffen in de lucht, in zeewater, in sneeuw en in de bodem.
We weten al dat microplastics aanwezig zijn vanaf de hoogten van de Mount Everest tot diep in de oceaan. Nu zijn er steeds meer aanwijzingen dat nanoplastics vaker voorkomen dan grotere microplastics in het milieu.
Waar ze vandaan komen en waar ze naartoe gaan
Nanoplastics ontstaan wanneer alledaagse producten zoals kleding, voedsel- en drankverpakkingen, woninginrichting, plastic zakken, speelgoed en toiletartikelen worden afgebroken. Dit kan worden veroorzaakt door omgevingsfactoren zoals zonlicht of slijtage door mechanische actie. Bij veel producten voor persoonlijke verzorging, zoals scrubs en shampoos, kunnen ook nanoplastics vrijkomen.
Net als grotere plasticdeeltjes kunnen nanoplastics afkomstig zijn van een verscheidenheid aan polymeertypen, waaronder polyethyleen, polypropyleen, polystyreen en polyvinylchloride. Omdat plastic producten op grote schaal worden gebruikt, is het moeilijk om nanoplastics in ons dagelijks leven te vermijden.
Wanneer kunststoffen de nanoschaal bereiken, bieden ze unieke vragen en uitdagingen vanwege hun kleine formaat en variërende oppervlakte-eigenschappen en samenstelling. Omdat nanoplastics klein zijn, kunnen ze gemakkelijk cellen en weefsels binnendringen, wat grotere deeltjes niet kunnen. Als ze zich ophopen in levende organismen, kunnen ze mogelijk nadelige biologische effecten veroorzaken.
Het lot van nanoplastics in het milieu is een voortdurend onderzoeksonderwerp. Wetenschappers weten nog niet of nanoplastics in verschillende omgevingen verder worden afgebroken tot kleinere deeltjes, of tot polymeren, die hun fundamentele bouwstenen zijn:grote moleculen die zijn gemaakt van veel kleine moleculen die aan elkaar zijn geregen.
Nanoplastics detecteren
Het vinden van nanoplastics is een uitdaging omdat ze zo klein zijn en diverse chemische samenstellingen en structuren hebben. Onderzoekers verfijnen verschillende benaderingen voor het detecteren van nanoplastics, met behulp van technieken als Raman-spectroscopie, chromatografie en massaspectrometrie. Deze methoden kunnen de vormen zien en de eigenschappen van nanoplastic deeltjes analyseren.
In een onderzoek uit 2024 presenteerden onderzoekers van Columbia University een nieuwe technologie die nanoplastics in flessenwater met hoge gevoeligheid en specificiteit kon zien en tellen. In tegenstelling tot eerdere onderzoeken die slechts een beperkte hoeveelheid nanoplasticdeeltjes konden detecteren, bleek uit dit onderzoek dat elke liter flessenwater die werd geanalyseerd meer dan 100.000 plasticdeeltjes bevatte, waarvan de meeste nanoplastics waren.
Er moeten meer onderzoeken worden gedaan voordat wetenschappers kunnen concluderen of al het flessenwater nanoplastics bevat. Maar deze nieuwe techniek opent de deur voor verder onderzoek.
Zijn nanoplasticdeeltjes giftig?
De toxiciteit van nanoplastics is een ander gebied van lopend onderzoek. Sommige onderzoeken hebben gesuggereerd dat deze deeltjes aanzienlijke risico's kunnen opleveren voor ecosystemen en de menselijke gezondheid. Uit een recente studie blijkt dat ze een risicofactor kunnen zijn voor hartziekten.
Een andere zorg is dat chemische verontreinigende stoffen, zware metalen en ziekteverwekkers zich aan nanoplastics kunnen hechten en zich in het milieu kunnen concentreren. Dit proces zou levende organismen mogelijk kunnen blootstellen aan hoge concentraties van deze schadelijke stoffen.
Nanoplastics maken duidelijk deel uit van moderne omgevingen, maar wetenschappers hebben meer onderzoek en informatie nodig om te begrijpen welke soorten bedreigingen ze kunnen vormen. Zoals toxicologen vaak zeggen:“De dosis maakt het gif.” Met andere woorden:de daadwerkelijke blootstelling is van groot belang. Het is moeilijk om de toxiciteit te beoordelen zonder de werkelijke concentraties te kennen.
Het is bekend dat groter plastic afval kan fragmenteren tot nanoplastics, maar er valt nog veel te leren over hoe deze fragmenten verder degraderen. Onderzoekers werken aan het detecteren en begrijpen van nanoplastics in veel omgevingen, zodat ze effectieve strategieën kunnen ontwikkelen om de effecten van deze materialen op mens en planeet te beheersen en te verzachten.