7 maart 2019

Wetenschappelijke cruise

UU doet samen met NIOZ onderzoek naar micro- en nanoplastic in oceanen

Oceanografisch modelleur Philippe Delandmeter en chemicus Ramon Oord van de Universiteit Utrecht zijn allebei geïnteresseerd in heel kleine deeltjes van oceaanplastic, maar vanuit totaal verschillende invalshoeken. Delandmeter modelleert de weg die microplastic aflegt door het oceaanwater en Oord wil de samenstelling van plastic op nanoschaal analyseren. Beiden scheepten in op de Pelagia, de onderzoeksboot van het Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ). Met de strategisch partner van de UU maakten ze een wetenschappelijke cruise naar de Zuid-Atlantische Subtropische Gyre. 

De Pelagia (beeld: NIOZ)

Handmatig deeltjes tellen

In drie weken voer de Pelagia van Kaapstad op 18° Oost naar de Zuid-Atlantische Subtropische Gyre - dichtbij de Mid-Atlantische Rug – op 15,3° West, en weer terug. Daarbij legde het schip ongeveer 6000 km af. Onder leiding van NIOZ-hoofdonderzoeker Linda Amaral-Zettler en samen met de crew van NIOZ en andere wetenschappers van uiteenlopende vakgebieden namen Delandmeter en Oord monsters op verschillende dieptes. Voor het verzamelen van microplastic aan het wateroppervlak gebruikten ze sleepnetten. Delandmeter: “We trokken zo’n net een half uur lang door het water en telden daarna in ons lab aan boord handmatig de deeltjes plastic. In de gyre zaten honderden minuscule deeltjes plastic in het net.”

Platform met 24 flessen

De diepere monsters van microplastic en de monsters van nanoplastic werden op een andere manier genomen. Oord: “We gebruikten een platform met 24 flessen die we op elke gewenste hoogte konden sluiten. Het platform was voorzien van verschillende sensoren die – behalve de diepte – ook de watertemperatuur, zoutgehalte, druk, dichtheid en de hoeveelheid chlorofyl maten. Eenmaal boven filterden andere onderzoekers de microplastics eruit en vervolgens kon ik uit het overgebleven water het nanoplastic concentreren, om dat in ons lab in Utrecht verder te analyseren.”

Monsters van vier dieptes

De cijfers die werden verkregen via de sensoren, gaven een duidelijk beeld van de dieptes waarop monsters genomen moesten worden. Oord: “We verzamelden materiaal van vier dieptes: aan het oppervlak, op het DCM ofwel Diep Chlorofyl Maximum, op de pycnocline en op een diepte van 500 meter. Het DCM is een indicatie voor de hoeveelheid organische deeltjes zoals algen in het water. Die hebben de neiging om zich te hechten aan micro- en nanoplastic, dus we verwachten dat ze accumuleren op het DCM. De pycnocline is de laag die water van verschillende dichtheden scheidt. De nanodeeltjes die ik zoek, zijn zo licht dat ze misschien wel blijven drijven op de laag van hogere dichtheid. Dat is dan ook een tweede laag waar nanoplastic accumuleert.

Ramon Oord in zijn lab aan boord van de Pelagia.

Moleculaire opbouw van plastic

Ramon Oord werkt voor de Universiteit Utrecht hub van ARC CBBC, het instituut voor duurzame chemie in Nederland. Hij legt uit hoe ARC CBBC hoopt bij te dragen aan het onderzoek aan oceaanplastic: “In Utrecht hebben we een spiksplinternieuw lab, met apparatuur voor geavanceerde spectroscopie om de moleculaire opbouw van deze nanodeeltjes te ontrafelen en de samenstelling van types plastic zoals PE, PP of PVC te analyseren. We kunnen maar één procent van al het plastic dat in de zee drijft vinden, wat betekent dat 99 procent kwijt is. Door de nanoplastic-monsters te analyseren, hopen we veel vragen te kunnen beantwoorden over de afbraak van plastic afval in de oceaan.”

Philippe Delandmeter (derde van links) en Linda Amaral-Zettler (links) filteren zeewater.

3D-kaart

Het Instituut voor Marien en Atmosferisch Onderzoek Utrecht (IMAU) is gespecialiseerd in het maken van klimaatmodellen van vroeger, nu en de toekomst. Postdoctoraal onderzoeker bij IMAU Philippe Delandmeter bestudeert het door de mens veroorzaakte probleem van oceaanplastic vanuit een heel nieuw perspectief. “We willen een model en een 3D-kaart maken van de verdeling van microplastics in de oceaan, als onderdeel van ons TOPIOS-project.” Om dat te kunnen doen, moet Delandmeter eerst weten waar en hoe oceaanwater van het oppervlak naar de bodem beweegt en vice versa. “We kennen de verticale dynamica van die kleine deeltjes niet. Ze bewegen zich op en neer in de waterkolom. Ik wil weten waar plastic zinkt, hoe het zinkt en waar het terechtkomt.”