Tons of nanoplastic floating in the Wadden Sea

~~ for Dutch scroll down ~~

New analysis technique
Researcher Helge Niemann from NIOZ and Dušan Materić and Rupert Holzinger from Utrecht University (UU) applied their new analysis technique to the water of the Wadden Sea. They also analysed the residue that remained on a filter when the Wadden Sea water was filtered through different mesh sizes.

Of particles up to 200 nanometers in size, the researchers found the equivalent of 4.2 micrograms per liter of Wadden Sea water. Of the slightly larger particles, from 300 nanometers to 2.7 micrometers, they found 3.1 micrograms per liter. “This is an amount of two dinner spoons of nanoplastic for each Olympic swimming pool”, says Dušan Materić from the Institute for Marine and Atmopheric research Utrecht. “For the whole of the Wadden Sea, that would be thousands of kilograms of plastic.”

Vanished plastic
This research puts an important piece in the jig saw of vanished plastics. Materić: “Of all plastics that disappear into the environment, 99% cannot be recovered. We have now shown that a substantial part of this 'disappeared plastic' is floating in the oceans as nanoparticles.”

“Microplastics are large enough to float or sink, depending on the specific relative mass of the materials”, says Niemann, who, in addition to being a researcher at NIOZ, is also professor of Microbial and isotopic biogeochemistry in the Earth Sciences Department at the UU. “Nanoplastics are so small that they become suspended in the entire water column. So, all the fish and other organisms in the Wadden Sea may encounter these particles.”

Effects
With concentrations of less than 10 micrograms of polystyrene per liter of Wadden Sea water and less than 5 micrograms of PET per liter, it is difficult to say anything about the effects on the environment, the researchers believe. Ecotoxicological studies are usually done with concentrations that are more than ten thousand times higher (around 100 milligrams per liter).

Nevertheless, there are indications that the concentrations as found in the Wadden Sea may have ecological consequences. For example, other studies have shown that nanoparticles of polystyrene at a concentration of 1 microgram per liter, cause a decrease in swimming speed of algae and rotifers. The metabolism of diatoms was measurably changed under the influence of 0.1 micrograms per liter of polystyrene, and the growth of dinoflagellates also measurably decreased from a concentration of only 10 micrograms per liter of seawater.

Measure more
The researchers did their measurements on samples from only two locations in the Wadden Sea. “It is therefore important that we collect and analyze many more samples from many more locations in different seas and oceans for a reliable picture of the amount of nanoplastic in the water”, Niemann stresses.

Er zweven tonnen nanoplastic in de Waddenzee

In de Waddenzee zweeft ongeveer 20 ton polystyreen en nog eens 5 ton ‘PET’ in de vorm van onzichtbare nano- en microdeeltjes. Dat becijferen wetenschappers van UU en NIOZ deze maand in het tijdschrift Science of the Total Environment. “Als je deze getallen extrapoleert naar de rest van de zeeën en oceanen, dan is dit een substantieel deel van het plastic dat de wetenschap ‘kwijt’ was in de wereldzeeën.”

Nieuwe analysetechniek
Onderzoekers Helge Niemann van het NIOZ en Dušan Materić en Rupert Holzinger van de Universiteit Utrecht (UU) pasten hun nieuwe analysetechniek toe op het water van de Waddenzee. Ook analyseerden zij het zogeheten residu dat op een filter achterbleef, wanneer het Waddenzeewater over filters met verschillende maaswijdtes werd gefilterd.

Van deeltjes tot 200 nanometer groot vonden de onderzoekers omgerekend 4,2 microgram per liter Waddenzeewater. Van de iets grotere deeltjes, van 300 nanometer tot 2,7 micrometer, vonden zij 3,1 microgram per liter. “Per Olympisch zwembad gaat het om twee eetlepels nanoplastic”, zegt Dušan Materić van het Instituut voor Marien en Atmosferisch onderzoek Utrecht. “Voor de hele Waddenzee zijn dat vele duizenden kilo’s plastic.”

Verdwenen plastic
Dit onderzoek legt een belangrijk puzzelstuk op zijn plek in de zoektocht naar verdwenen plastic. Materić: “Van alle plastics die in het milieu verdwijnen, kan 99% niet worden teruggevonden. We hebben nu laten zien dat een substantieel deel van dit ‘verdwenen plastic’ als nanodeeltjes in de oceanen zweeft."

“Microplastics zijn groot genoeg om te drijven of te zinken, afhankelijk van het soortelijk gewicht van de plastics”, stelt Helge Niemann, die behalve onderzoeker aan het NIOZ ook bijzonder hoogleraar Microbiële en isotopen biogeochemie is bij het departement Aardwetenschappen van de UU. “Nanoplastics zijn zó klein dat ze in suspensie gaan in de hele waterkolom. Alle vissen en andere organismen in de Waddenzee komen deze deeltjes dus tegen.”

Effecten
Met concentraties van minder dan 10 microgram polystyreen per liter Waddenzeewater en minder dan 5 microgram PET per liter is het lastig om iets te zeggen over de effecten op het milieu, denken de onderzoekers. Ecotoxicologische studies worden doorgaans gedaan met concentraties die meer dan tienduizend keer zo hoog liggen (rond 100 milligram per liter).

Toch zijn er wel aanwijzingen dat de concentraties zoals die in de Waddenzee werden gevonden, ecologische gevolgen kunnen hebben. Zo zijn er al proeven gedaan met nanodeeltjes polystyreen in een concentratie van 1 microgram per liter, waarbij de zwemsnelheid van algen en raderdiertjes meetbaar achteruitging. De stofwisseling van diatomeeën was meetbaar veranderd onder invloed van 0,1 microgram per liter polystyreen en ook de groei van dinoflagellaten nam vanaf een concentratie van slechts 10 microgram per liter zeewater meetbaar af.

Meer meten
De onderzoekers deden hun metingen op monsters van slechts twee locaties in de Waddenzee. “Het is dan ook zaak dat we veel meer monsters verzamelen en analyseren van veel meer locaties in verschillende zeeën en oceanen, voor een betrouwbaar beeld van de hoeveelheid nanoplastic in het water”, benadrukt Niemann.