project

Hoe veranderen microplastics in het milieu?

Microplastics vormen een toenemende zorg vanwege hun mogelijke impact op (aquatische) ecosystemen en de menselijke gezondheid. Betrouwbare identificatie van microplastics blijft echter een uitdaging, omdat milieudeeltjes door verouderings- en verweringsprocessen aanzienlijk verschillen van de nieuwe, onbewerkteplastics. Dit project heeft als doel om te onderzoeken hoe de verwering in het milieu het gedrag van polymeren beïnvloedt tijdens de thermo-analytische detectie met behulp van TGA-GC/MS, en hoe deze veranderingen de identificatie van polymeren beïnvloeden als deze zijn gebaseerd op de zogenaamde ‘chemische vingerafdrukken’. Door het genereren van meer realistische gegevens draagt dit onderzoek bij aan betrouwbaardere monitoringsstrategieën en aan verbeterde risico-inschatting en beleidsontwikkeling.

Probleemstelling en projectidee

Microplastics worden steeds vaker aangetroffen in oppervlaktewater, afvalwater en drinkwatersystemen, maar de nauwkeurige identificatie van de soorten plastics blijft uitdagend. Veroudering en verweringsprocessen in het milieu veranderen de fysische en chemische eigenschappen van polymeren, wat kan leiden tot afwijkingen ten opzichte van referentievingerafdrukken en de betrouwbaarheid van detectie kan beïnvloeden. Dit project speelt in op de behoefte om beter te begrijpen hoe dergelijke veranderingen de thermo-analytische polymeervingerafdrukken beïnvloeden en wat dit betekent voor de nauwkeurigheid van microplasticidentificatie in complexe watermatrices.

Onderzoeksaanpak

Wij onderzoeken systematisch de effecten van omgevingsverwering op het degradatiegedrag van polymeren tijdens een thermogravimetrische analyse gekoppeld aan gaschromatografie–massaspectrometrie (TGA-GC/MS) en aanvullende LDIR-spectroscopie. Zowel onbewerkte als omgevingsverweerde polymeren worden geanalyseerd. We passen verschillende verweringsmethoden toe, waaronder langdurige blootstelling op een buitendak en blootstelling in een zoetwaterplas vlak bij KWR Water Research Institute in Nieuwegein, en bemonsteren deze na 3, 6, 9 en 12 maanden. Deze aanpak stelt ons in staat te evalueren hoe realistische omgevingscondities analytische vingerafdrukken veranderen en welke invloed dit heeft op polymeeridentificatie.

Beoogde resultaten

Dit project levert inzicht op in hoe verwering in het milieu het thermische degradatiegedrag en de intensiteit van polymeervingerafdrukken verandert tijdens de analyse. De resultaten dragen bij aan het vergroten van de robuustheid van vingerafdrukgebaseerde methoden voor polymeeridentificatie, het genereren van referentiedata voor verweerde microplastics en het ondersteunen van betrouwbaardere monitoring en beoordeling van microplasticverontreiniging in watersystemen.

Afbeelding 1. Overzicht van de toegepaste omgevingsverweringsopstellingen voor polymeermonsters. Sommige polymeren zijn geplaatst in nylon theezakjes en direct blootgesteld aan alle weersomstandigheden buiten. Andere monsters zijn ondergebracht in kwartsglas buisjes gevuld met ultrapuur water en blootgesteld aan natuurlijk zonlicht, terwijl een aanvullende set monsters in kwartsglas buisjes zonder water is geplaatst om uitsluitend het effect van UV-straling te onderzoeken. Verder zijn monsters in nylon theezakjes op een vastgestelde diepte in een zoetwaterplas geplaatst, waardoor gecontroleerde UV-blootstelling onder realistische watercondities mogelijk is. Samen maken deze opstellingen het mogelijk om meerdere realistische scenario’s van omgevingsverwering te beoordelen.