- Dutch translation below - 

“This estimate shows that there is more plastic in the form of nanoparticles floating in the this part of the ocean, than there is in larger micro- or macroplastics floating in the Atlantic or even all the world's oceans!”, said Helge Niemann, researcher at NIOZ and professor of geochemistry at Utrecht University. Mid-June, he received a grant of 3.5 million euros to conduct more research into nanoplastics in the sea and their fate.

Ocean expedition

For this research, Utrecht master student Sophie ten Hietbrink worked for four weeks aboard the research vessel RV Pelagia. On a trip from the Azores to the continental shelf of Europe, she took water samples at 12 locations where she filtered out anything larger than one micrometer. “By drying and heating the remaining material, we were able to measure the characteristic molecules of different types of plastics in the Utrecht laboratory, using mass spectrometry,” Ten Hietbrink says.

First real estimate

The research by NIOZ and Utrecht University provides the first estimate of the amount of nanoplastics in the oceans. Niemann: “There were a few publications that showed that there were nanoplastics in the ocean water, but until now no estimate of the amount could ever be made.” This first estimate was made possible, according to Niemann, by the joining of forces of ocean scientists and the knowledge of atmospheric scientist Dusân Materic of Utrecht University.

Shocking amount

Extrapolating the results from different locations to the whole of the North Atlantic Ocean, the researchers arrived at the immense amount of 27 million tons of nanoplastics. “A shocking amount,” Ten Hietbrink believes. “But with this we do have an important answer to the paradox of the missing plastic.” Until now, not all the plastic that was ever produced in the world could be recovered. So, it turns out that a large portion is now floating in the water as tiny particles.

Sun, rivers and rain

The nanoplastics can reach water by various routes. In part, this happens because larger particles disintegrate under the influence of sunlight. Another part probably flows along with river water. It also appears that nanoplastics reach the oceans through the air, as suspended particles fall down with rainwater or fall from the air onto the water surface as ‘dry deposition’.

Consequences

The consequences of all those nanoplastics in the water could be fundamental, Niemann emphasizes. “It is already known that nanoplastics can penetrate deep into our bodies. They are even found in brain tissue. Now that we know they are so ubiquitous in the oceans, it's also obvious that they penetrate the entire ecosystem; from bacteria and other microorganisms to fish and top predators like humans. How that pollution affects the ecosystem needs further investigation.”

Other oceans

In the future, Niemann and colleagues also want to do further research on, for example, the different types of plastics that have not yet been found in the fraction of 1 micrometer or smaller. “For example, we have not found polyethylene or polypropylene among the nanoplastics. It may well be that those were masked by other molecules in the study. We also want to know if nanoplastics are as abundant in the other oceans. It is to be feared that they do, but that remains to be proven.

Not cleaning up but preventing

Niemann emphasizes that the amount of nanoplastics in ocean water was an important missing piece of the puzzle, but now there is nothing to do about it. “The nanoplastics that are there, can never be cleaned up. So an important message from this research is that we should at least prevent the further pollution of our environment with plastics.”

Immense hoeveelheid plastic zweeft als nanodeeltjes in de oceaan

De totale hoeveelheid plastic die als deeltjes van minder dan 1 micrometer per stuk in de Noord-Atlantische Oceaan zweeft, bedraagt naar schatting 27 miljoen ton. Dat blijkt uit een uitgebreid onderzoek van het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee, NIOZ en de Universiteit Utrecht. De resultaten werden 9 juli gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Nature.

“Deze schatting laat zien dat er meer plastic in de vorm van nanodeeltjes in dit deel van de oceaan zweeft, dan er aan grotere micro- of macroplastics in de Atlantische of zelfs alle wereldoceanen drijft!”, zegt Helge Niemann, onderzoeker aan het NIOZ en hoogleraar geochemie aan de Universiteit Utrecht. Half juni kreeg hij een subsidie van 3,5 miljoen euro om de komende jaren meer onderzoek te doen naar nanoplastic in zee en wat ermee gebeurt.

Oceaanexpeditie

Voor dit onderzoek werkte de Utrechtse masterstudent Sophie ten Hietbrink vier weken lang aan boord van het onderzoeksschip RV Pelagia. Op een tocht van de Azoren naar het continentaal plat van Europa nam zij op twaalf locaties watermonsters waar zij alles dat groter was dan één micrometer uitfilterde. “Door het achterblijvende materiaal later te drogen en te verhitten, konden we in het laboratorium in Utrecht, met behulp van massaspectrometrie de karakteristieke moleculen van verschillende soorten plastics meten”, vertelt Ten Hietbrink.

Eerste echte schatting

Het onderzoek van NIOZ en Universiteit Utrecht geeft voor het eerst een schatting van de hoeveelheid nanoplastics in de oceanen. Niemann: “Er waren wel enkele publicaties die lieten zien dát er nanoplastics in het oceaanwater zitten, maar tot op heden kon er nooit een schatting van de hoeveelheid worden gemaakt.” Dat dit nu wel mogelijk was, is volgens Niemann te danken aan de bundeling van krachten van oceaanwetenschappers en de kennis van atmosferisch wetenschapper Dusân Materic van de Universiteit Utrecht.

Schokkende hoeveelheid

Door de resultaten van verschillende locaties te extrapoleren naar de Noord-Atlantische Oceaan, komen de onderzoekers tot de immense hoeveelheid van 27 miljoen ton nanoplastics. “Een schokkende hoeveelheid”, vindt Ten Hietbrink. “Maar daarmee hebben we wel een belangrijk antwoord op de paradox van het missende plastic.” Tot op heden kon niet al het geproduceerde plastic op de wereld worden teruggevonden. Een groot deel blijkt nu dus als minuscule deeltjes in het water te zweven.

Zon, rivieren en regen

De nanoplastics kunnen langs verschillende wegen het water bereiken. Deels gebeurt dit doordat grotere deeltjes onder invloed van zonlicht uiteenvallen. Een ander deel stroomt waarschijnlijk als nanoplastics met rivierwater mee. Het blijkt ook dat nanoplastics via de lucht de oceanen bereiken, doordat zwevende deeltjes met regenwater mee naar beneden vallen of doordat ze als ‘droge depositie’ uit de lucht op het wateroppervlak vallen.

Consequenties

De consequenties van al die nanoplastics in het water kunnen groot zijn, benadrukt Niemann. “Het is al bekend dat nanoplastics diep in ons lichaam kunnen doordringen. Ze worden zelfs in hersenweefsel gevonden. Nu we weten dat ze zo alomtegenwoordig zijn in de oceanen, ligt het ook voor de hand dat ze in het hele ecosysteem doordringen; van bacteriën en andere micro-organismen tot vissen en top-predatoren zoals de mens. Wat de invloed is van die vervuiling op het ecosysteem moet verder worden onderzocht.”

Andere oceanen

Niemann en collega’s gaan verder onderzoek doen naar bijvoorbeeld de verschillende typen plastics die nu nog niet werden gevonden in de fractie van 1 micrometer of kleiner. “We hebben bijvoorbeeld geen polyethyleen of polypropyleen gevonden onder de nanoplastics. Het kan goed zijn dat die in het onderzoek werden gemaskeerd door andere moleculen. Ook willen we weten of er in de andere oceanen net zo veel nanoplastics voorkomen. Het valt te vrezen van wel, maar dat moet nog wel worden aangetoond.”

Niet opruimen maar voorkomen

Niemann benadrukt dat de hoeveelheid nanoplastics in het oceaanwater een belangrijk ontbrekend puzzelstuk was, maar dat er vervolgens niets aan te veranderen is. “De nanoplastics die er nu zijn, die ruim je nooit meer op. Een belangrijke boodschap van dit onderzoek is dan ook dat we op zijn minst de verdere vervuiling van ons milieu met plastics moeten voorkomen.”

​​​​​​​