Plastic huishoudelijke artikelen en kleding gemaakt van synthetische vezels laten microplastics vrij, deeltjes kleiner dan vijf millimeter groot die ongemerkt in het milieu kunnen terechtkomen. Een klein deel van deze deeltjes is zo klein dat ze in nanometers worden gemeten. Dergelijke nanoplastics zijn het onderwerp van intensief onderzoek, omdat nanoplasticdeeltjes vanwege hun kleine formaat in het menselijk lichaam kunnen worden opgenomen, maar tot op heden is er weinig bekend over hun potentiële toxiciteit.

Empa-onderzoekers van de groep van Bernd Nowack in het Technology and Society-laboratorium hebben nu de krachten gebundeld met collega's uit China om nanodeeltjes die vrijkomen uit textiel nader te bekijken. Tong Yang, de eerste auteur van het onderzoek, voerde het onderzoek uit tijdens zijn doctoraat bij Empa. In eerdere onderzoeken konden Empa-onderzoekers al aantonen dat bij het wassen van polyester zowel micro- als nanoplastics vrijkomen.

Uit gedetailleerd onderzoek van de vrijgekomen nanodeeltjes is inmiddels gebleken dat niet alles wat op het eerste gezicht nanoplastic lijkt, ook daadwerkelijk nanoplastic is.

In aanzienlijke mate waren de vrijgekomen deeltjes in feite geen nanoplastics, maar klonten van zogenaamde oligomeren, d.w.z. kleine tot middelgrote moleculen die een tussenstadium vertegenwoordigen tussen de polymeren met lange ketens en hun individuele bouwstenen, de monomeren. Deze moleculen zijn zelfs kleiner dan nanoplasticdeeltjes en er is ook nauwelijks iets bekend over hun toxiciteit. De onderzoekers publiceerden hun bevindingen in het tijdschrift Nature Water.

Voor het onderzoek onderzochten de onderzoekers twaalf verschillende polyesterstoffen, waaronder microvezels, satijn en jersey. De stofmonsters werden tot vier keer gewassen en de daarbij vrijkomende nanodeeltjes werden geanalyseerd en gekarakteriseerd. Geen gemakkelijke taak, zegt Bernd Nowack. “Plastic, vooral nanoplastics, is overal aanwezig, ook op onze apparaten en gebruiksvoorwerpen”, zegt de wetenschapper. "Bij het meten van nanoplastics moeten we rekening houden met deze 'achtergrondruis'."

Groot aandeel oplosbare deeltjes

De onderzoekers gebruikten een ethanolbad om nanoplastics te onderscheiden van klontjes oligomeren. Plastic stukjes, hoe klein ook, lossen niet op in ethanol, maar aggregaties van oligomeren wel. Het resultaat:ongeveer een derde tot bijna 90% van de nanodeeltjes die vrijkomen tijdens het wassen kunnen worden opgelost in ethanol. "Hiermee konden we laten zien dat niet alles wat op het eerste gezicht op nanoplastics lijkt, in werkelijkheid nanoplastics zijn", zegt Nowack.

Het is nog niet duidelijk of het vrijkomen van zogenaamde nanodeeltjes-oligomeren tijdens het wassen van textiel negatieve effecten heeft op mens en milieu. "Bij andere kunststoffen hebben onderzoeken al aangetoond dat nanodeeltjesoligomeren giftiger zijn dan nanoplastics", zegt Nowack. "Dit is een indicatie dat dit nader onderzocht moet worden."

De onderzoekers konden echter vaststellen dat de aard van het textiel en de snijmethode – schaar of laser – geen grote invloed hebben op de hoeveelheid deeltjes die vrijkomt.

Ook het vrijgavemechanisme is nog niet opgehelderd – noch voor nanoplastics, noch voor de oligomeerdeeltjes. Het goede nieuws is dat de hoeveelheid vrijkomende deeltjes aanzienlijk afneemt bij herhaaldelijk wassen. Het is denkbaar dat de oligomeerdeeltjes ontstaan ​​tijdens de vervaardiging van het textiel of door chemische processen tijdens opslag van de vezels worden afgesplitst. Ook op dit gebied zijn verdere studies nodig.

Nowack en zijn team concentreren zich voorlopig op grotere deeltjes. In hun volgende project willen ze onderzoeken welke vezels vrijkomen bij het wassen van textiel gemaakt van hernieuwbare grondstoffen en of deze schadelijk kunnen zijn voor het milieu en de gezondheid. "Semi-synthetisch textiel zoals viscose of lyocell wordt aangeprezen als vervanging voor polyester", zegt Nowack. "Maar of ze echt beter zijn als het gaat om het vrijgeven van vezels weten we nog niet."

Meer informatie: Tong Yang et al., Oligomeren vormen een groot deel van de vrijkomende submicrometerdeeltjes die vrijkomen tijdens het wassen van polyestertextiel, Nature Water (2024). DOI:10.1038/s44221-023-00191-5

Journaalinformatie: Natuurwater

Geleverd door Zwitserse federale laboratoria voor materiaalwetenschappen en technologie