Verdwenen plastic

Macro- en microplastics, ‘The Microbead wave’ hier gevonden

 

Een zojuist gepubliceerde studie in PNAS (Proceedings of the National Academy of Science) laat zien dat er in de oceanen veel minder plastic zit dan werd verwacht. Zo’n 99% minder, ofwel 100 keer minder dan tot nu toe gedacht werd. Het moet er direct bij vermeld worden dat in deze studie wordt gekeken naar kleine fragmenten, het microplastic dat kleiner is dan 5 mm. Voor wat betreft het grove plastic zijn er geen duidelijke gegevens beschikbaar. Er wordt vermeld dat dit microplastic het grootste deel vormt van het plastic dat in de oceanen drijft.

De onderzoekers namen tussen 2010 en 2011 meer dan 3000 monsters over de hele wereld. Dankzij deze proeven en voorgaande publicaties van andere auteurs konden ze vaststellen en bevestigen dat de grootste concentratie plastic zich in de centra van de 5 gyres bevindt, waarvan de grootste, the North Pacific Gyre, ook het meeste plastic bevatte. Dit strookte dus met de verwachtingen, maar ze observeerden ook dat de totale hoeveelheid plastic slechts tussen de 7.000 en 35.000 ton zit. De tot nu toe gemaakte schattingen zijn gebaseerd op de productie van plastic en het percentage daarvan dat in de zee eindigt sinds 1970 en liggen rond de miljoen ton. Het is duidelijk dat er, tenminste met de methode die gebruikt is door deze onderzoekers, slechts een fractie van wordt teruggevonden.

Het plastic dat in de zee drijft kan in fragmenten uiteenvallen onder invloed van onder andere mechanische erosie en Uv-straling. De onderzoekers lieten zien dat vooral de kleinste fragmenten, kleiner dan 2 mm, verdwenen waren.

Wat is er met dit plastic gebeurd? Er worden vier mogelijkheden in beschouwing genomen:

1. Het plastic wordt uit de gyres gecentrifugeerd en belandt op de kust.

2. Het microplastic valt uiteen in nog kleinere deeltjes, ofwel nanoplastic.

3. Het plastic wordt overgroeid door organismen waardoor het zinkt.

4. Het wordt door organismen opgegeten.

Het eerste punt wordt als onwaarschijnlijk beschouwd, aangezien de microplastics als het ware in de gyre ‘gevangen’ zitten. Het tweede punt is daarentegen goed mogelijk. Men heeft immers al gezien dat er bacteriën zijn die samen met algen een communiteit vormen of ‘plastisphere’. Deze ‘plastisphere’ is misschien in staat het plastic af te breken tot miniem kleine deeltjes tot in de orde van grootte van één micron, waardoor het niet in de netten blijft zitten. Het derde punt is ook een mogelijkheid: in het geval het plastic begroeid raakt met organismen zinkt het, althans tot op een zekere hoogte, al naar gelang de dichtheid ofwel de diepte van het water. Men heeft al wel gezien dat op grotere diepte het plastic haar organismen weer verliest omdat daar minder licht is of omdat door de verzuring kalk afgebroken wordt. Het zou vervolgens weer omhoog gaan. Dit punt wordt daarom niet waarschijnlijk geacht. De vierde mogelijkheid wordt als de meest waarschijnlijke gezien. Het microplastic kan worden opgegeten door zoöplankton of door vissen. Het zoöplankton en de vissen worden op hun beurt weer gegeten door grotere organismen waardoor het verdwijnt of op de zeebodem terecht komt met de dood van deze dieren. Het plastic kan ook terechtkomen in de ontlasting van de vissen die het niet verteren waardoor het relatief snel naar de bodem zakt.

Aangezien hier geen studie naar gedaan is, benadrukt men tot slot dat het de hoogste tijd wordt en ander uit te zoeken. Tot het zover is moeten we er natuurlijk voor zorgen dat er zo min mogelijk plastic in de oceanen belandt. Het is zeker nodig er minder van te consumeren maar, men moet er vooral voor zorgen dat het niet als zwerfvuil via de rivieren in de oceanen terecht komt. Kortom, goed opruimen na de openluchtfeesten en picknicks. Bovendien bestaat er het project van The Ocean Cleanup waaraan iedereen met een donatie aan kan bijdragen. Dit project voorziet binnen 2020 de gyres schoon te maken, zodat er zich in ieder geval geen extra microplastics meer kunnen vormen en kunnen ‘verdwijnen’ in de magen van vissen en vogels.

 

Een circulaire economie

Het is een droom, een circulaire economie. Het idee is biologisch materiaal in te zetten voor consumptieartikelen, het daarna te recyclen en te hergebruiken totdat het weer biologisch afgebroken kan worden. Ook het hergebruik van niet-biologisch materiaal zou gerecycled moeten worden om zodoende geen deel uit te maken van de biosfeer. Dit laatste proces is geïnspireerd op de biologische wereld waarin alles biologisch afbreekbaar is.

Tot nu toe is ons consumptiesysteem deel van een lineair proces. Dit betekent gebruik van eindige bronnen als olie voor het vervaardigen van wegwerp consumptiemateriaal dat daarna op stortplaatsen of in verbranders eindigt. Beperken we ons tot plastic dan zien we dat nu (juni 2014) slechts 12% van het plastic gerecycled wordt, 38% eindigt op stortplaatsen en 50% wordt verbrand en als energiebron gebruikt voor centrales (Waste Management World) , zie ook voorgaande blogbericht). Vooralsnog overstijgt de productie en consumptie van wegwerp materiaal de capaciteit van recyclen. Niet alleen is dit een lineair proces, het vaak giftige of anderszins schadelijke materiaal komt ook nog eens terecht in de biosfeer. Dit lineaire proces is dus voor 100% van het plastic nog steeds van kracht. Al het nieuw geproduceerde plastic blijft voor 50% als zodanig blijft bestaan, de rest wordt verbrand.

Het moet ook duidelijk onderstreept worden dat bij het recyclen van plastic er geen sprake is van waarlijk recyclen. Er wordt namelijk op grote schaal wegwerpplastic geproduceerd. Dit is het zogenaamde ‘virgin’ plastic dat essentieel lijkt te zijn voor de vervaardiging van plastic flessen. Na gebruik en als het zogenaamd gerecycled wordt (in 12% van de gevallen), worden er andere producten van gemaakt zoals plastic tafels en stoelen. Er is dus eigenlijk helemaal geen sprake van recyclen maar van ‘downcyclen’.

Nu verschijnen er dagelijks artikelen van wetenschappers of bedrijven die in staat zijn bijvoorbeeld het CO2 uit de atmosfeer direct om te zetten in plastic of uit biologisch afval als tomatenschillen plastic te vervaardigen. Dit nieuws wordt altijd triomfantelijk gebracht, we hebben immers geen olie meer nodig en we halen ook nog eens CO2 uit de atmosfeer. Toch maakt het naar mijn idee weinig uit voor de toename van plastic objecten en afval of deze nu gefabriceerd worden uit gassen uit de atmosfeer, tomatenschillen of olie. Het blijft een toename van plastic zolang er nog stortplaatsen bestaan. Dat is niet wenselijk. Deze bedrijven en wetenschappers kunnen zichzelf daarmee een ‘groen’ label opplakken, maar dat verdienen ze eigenlijk niet. Ze lopen vooruit op het feit dat olie en andere grondstoffen opraken, maar de producten die ze willen maken zijn zeker niet ‘groen’ te noemen.

Hoewel het idee van een circulaire economie reeds zo’n 30 jaar geleden intrede deed is er nog weinig aan gedaan dit te concretiseren. Wanneer men het heeft over ‘circular economy’, dan betreffen de voorbeelden vaak het effectief recyclen van voedselresten en het omzetten daarvan in biogas. Dit is natuurlijk een mooi streven, maar betreft niet het probleem van plastic. De wil om van ‘zero waste to landfill’, ofwel naar ‘nul afval naar stortplaats’ te gaan is er blijkbaar wel, maar het moet ook economisch haalbaar zijn. Het is niet genoeg schoon grond- of oppervlaktewater of schone oceanen en stranden te willen bereiken, ofwel de intrinsieke waarden van de natuur te willen behouden, maar ons systeem vereist dat het economisch rendabel is. Dit betekent vaak dat overal een prijskaartje aan gehangen wordt. Een ecosysteem kan nu ook al uitgedrukt worden in geld. De schade van plastic aan de oceanen wordt geschat op 13 miljard dollar en men denkt dat dit een onderschatting is. De vraag is of het uitdrukken in geld niet de intrinsieke waarde die wij hechten aan schone zeeën en stranden bijvoorbeeld, tenietdoet. Volgens George Monbiot bestaat er het risico dat diegenen met macht uiteindelijk, op basis van de economische waarden, beslissen wat er met onze natuurgebieden gebeurt.

Hier volgt een bijna anderhalf durende lezing van George Monbiot, die, na een fervent milieu-activist te zijn geweest, nu boeken schrijft over het milieu en de mogelijkheid beschrijft door introductie van wilde dieren in onze ‘tamme’ en kale ecosystemen gezondere ecosystemen te creëren. In deze lezing beschouwt hij de risico’s van de politieke en economische dominantie van het gebied dat van oudsher bij linkse groene partijen hoorde. Het is een bijzonder interessante lezing die dateert uit mei 2014 en dus zijn laatste beschouwingen vertegenwoordigt.

 

Plastic afval, we zitten ermee

Er bestaat bijzonder veel informatie op het net over plastic, de vervuiling door plastic afval en het product als bron voor recycling. Er is al zo lang door mensen aan gewerkt en gestudeerd dat het onmogelijk is daar een beknopt verhaal over te houden. Al zoekende kom je heel wat informatie tegen. Eén artikel van 20 juni 2014 uit Waste Management World beschrijft hoe in Europa slechts 12% van het plastic gerecycled wordt en nog steeds 38% naar stortplaatsen gaat omdat er niet genoeg capaciteit zou zijn al het plastic te recyclen. Uit de resterende hoeveelheid wordt energie opgewekt voor centrales. Deze percentages zijn zeer verontrustend. Stortplaatsen zijn ecologische rampen, ze produceren methaan-gassen en ook al wordt de bodem ervan afgeschermd van het omliggende terrein, dan vinden er nog lekkages plaats die de bodem, het grondwater en het oppervlaktewater verontreinigen. Dat het percentage voor recycling zo laag ligt is nogal ontmoedigend voor de brave burger die zijn plastic afval netjes scheidt van de rest.

Recycling van plastic is eigenlijk een verkeerde term want de cirkel is niet compleet. Het wegwerpplastic zoals flessen, plastic zakken en wegwerp-picknick artikelen wordt omgesmolten tot andere producten zoals plastic stoelen en tafels. Er worden dus bijvoorbeeld niet opnieuw flessen van gemaakt maar andere producten. Recyclen van plastic kost veel meer energie dan het recyclen van andere afvalproducten zoals glas en metaal omdat het plastic onder hoge temperaturen gedepolymeriseerd dient te worden om er vervolgens pellets van te produceren die opnieuw gebruikt kunnen worden. Er gaat ook een kostbare procedure aan vooraf van het sorteren van de verschillende soorten plastic en kleuren plastic tot het wassen ervan.

We zouden elk stuk plastic dat door onze handen gaat moeten beschouwen als een bron voor nieuwe plastic producten en zouden het zeker niet zomaar moeten dumpen bij ander afval of op straat of in de berm gooien.

De plasticindustrie benadrukt dat plastic folie zoals dat om onze groenten zit het voordeel heeft deze groenten langer vers te houden. Daarmee zouden we voorkomen ons voedsel te verspillen door het weg te gooien wanneer het zo snel bedorven is. Een in plastic verpakte komkommer roept weerstand bij de consument op, maar PlasticsEurope, een associatie van producenten van plastic ziet dit als een ecologisch verantwoorde verpakking omdat wij zodoende minder voedsel weggooien zegt een vertegenwoordigster in een interview (youtube). De supermarkten kunnen ze zo ook langer in hun schappen laten liggen.

Er wordt aan gewerkt het percentage gerecycled plastic te verhogen en men zou helemaal van de stortplaatsen af willen, maar daarbij gaat het over te bereiken doelen binnen 2020 of 2030. Dat is wel erg laat. Aangezien de plasticindustrie hoe dan ook op volle toeren blijft draaien om van olieproducten ons wegwerpplastic te maken is het waarschijnlijk dat we, als we al het wegwerpplastic zouden recyclen op de huidige manier, straks in een plastic wereld leven.

Hier volgt een 10 minuten durende TEDtalk uit 2011 van Mike Biddle over het recyclen van plastic.

De afbraak van plastic

Er is de laatste tijd veel nieuws over plastic en de vervuiling dat dit product veroorzaakt in het bijzonder in de oceaan. Er wordt langs stranden opgeruimd en gewerkt aan methodes zoals die van The Ocean Cleanup om het plastic in de oceanen op te ruimen. (Zie ook het bericht van Gert Korthof). Op de recent gehouden internationale conferentie “Our Ocean 2014” georganiseerd door John Kerry werd er ruim aandacht aan geschonken. Veel van het ‘macroscopische’ plastic verstrikt immers de zeedieren of wordt door ze verward met voedsel. Dit bekopen ze vervolgens met een vreselijke dood.

Het ‘macroscopische’ plastic heeft ook de tendens onder invloed van mechanische erosie en UV-licht te vervallen in ‘microscopisch’ plastic of microplastics. Deze microscopische deeltjes worden vervolgens door zooplankton opgenomen. Het zooplankton staat aan de basis van de voedselketen waardoor dit plastic in vissen en vogels terecht komt. Zo komt het uiteindelijk terecht in ons bord.

Een nieuwe studie laat zien dat er verschillende micro-organismen in de oceaan leven die zich associëren met dit plastic. Ze gaan er aan vast zitten, verzwaren dit drijvende plastic waardoor het naar de bodem zakt. Dit zou kunnen verklaren waarom er tot nu toe minder plastic in de oceanen gevonden is dan men zou verwachten. De studie laat zien dat sommige van deze organismen het microplastic lijken aan te vreten. Het gaat daarbij om diatomeeën. In een eerdere studie uit 2011 in Science bleek al dat ook bacteriën plastic lijken te degraderen. Daarin concludeerde men dat er sprake lijkt te zijn van een zogenaamde ‘plastisphere’ ofwel een kleine communiteit van bacteriën en eencellige algen. De mogelijke afbraak van plastic zou een tweede reden kunnen zijn waarom men minder plastic terugvindt dan verwacht.

Diatomeeën (groen) en potentiële plastic-etende bacterien (paars) op een stukje plastic afval. Credits: Julia Reisser en Jeremy Shaw

Recent (2014) verscheen er een review over plastic afbrekende bacteriën. Er wordt in gesteld dat deze bacteriën inderdaad in staat zijn om polyethyleen (het meest voorkomende plastic) af te breken. Het lijkt erop dat deze lange koolstofketens onder invloed van erosie en UV-licht gereduceerd worden waardoor ze van 10 tot 50 koolstofatomen bevatten. In deze toestand kunnen ze door de bacteriën aangetast worden. Welke enzymen daar precies voor verantwoordelijk zijn is nog niet duidelijk. Maar het lijkt wel degelijk te gaan om een heus metabolisme waarbij de koolstof uit het polyethyleen in de Krebscyclus terecht zou komen. Experimenten met radioactief gemarkeerd polyethyleen zouden dit moeten uitwijzen. Het is te hopen dat dit snel uitgezocht wordt.

Uit: Livescience (Julia Reisser)
NatureNews over het artikel in Science
International Biodeterioration & Biodegradation: Review (2014)