Verdieping

Microplastics monitoren met pyrolyse en massaspectrometrie

8 november, 2021

Microplastics monitoren met pyrolyse en massaspectrometrie

Beeld: Rijkswaterstaat
‘Doordat we geen clean-up of scheidingsstappen uitvoeren voorafgaand aan de analyse verliezen we geen microplastics.’

Rijkswaterstaat (RWS) bewaakt de kwaliteit van het oppervlaktewater van de grote rivieren, het IJsselmeer, de Waddenzee en de Noordzee. Toekomstig onderdeel van die kwaliteit is mogelijk de hoeveelheid microplastics in het water. Al het plastic dat sinds 1960 in de natuur terecht is gekomen breekt af en komt in het oppervlaktewater terecht en de resulterende micro- en nanoplastics zouden schadelijk kunnen zijn voor het ecosysteem. Daarom heeft het ontwikkelen, harmoniseren en standaardiseren van bemonsterings- en analysemethoden hoge prioriteit voor RWS.

Helaas is zowel het bemonsteren als het meten van de hoeveelheid microplastic in een rivier niet zo simpel. Ivo Freriks, projectleider microplastics bij RWS, werkt samen met collega Christa van Oversteeg, onderzoeker, aan een methode om de microdeeltjes in oppervlaktewater te monitoren. Dat begint met bemonstering, gevolgd door analyse van het verkregen zwevend sediment.

‘We kunnen probleemloos een kwart miljoen liter water door de kist heen laten stromen, zodat we een representatief monster over een maand kunnen nemen.’

Hun uitgangspunt is een bemonsteringsmethode uit Duitsland, die gebruik maakt van een kist waar wekenlang water doorheen stroomt en dat een deel van het zwevend sediment uit de rivier opvangt. Freriks legt uit: ‘We kunnen probleemloos een kwart miljoen liter water door de kist heen laten stromen, zodat we van een maand een gemiddeld, representatief monster kunnen nemen.’ Een alternatieve bemonsteringsmethode, met zeven, bleek minder robuust en minder nauwkeurig. De zeven raakten soms al binnen vijftien minuten verstopt en dat leverde geen bruikbare monsters op.

Thermische extractie-desorptie

Vervolgens moet je voorafgaand aan de analyse – in dit geval gaschromatografie-massaspectrometrie (GC-MS) – het plastic zien te scheiden van organisch materiaal en zandkorrels. Het risico van een clean-up of een sedimentatiescheiding voorafgaand aan de analyse is dat je tijdens deze stappen materiaal verliest. Daarom kozen Freriks en Van Oversteeg in navolging van collega’s uit Duitsland voor een specifieke pyrolysemethode, thermische extractie-desorptie (TED), waarna ze de hoeveelheid plastics direct kunnen meten. Freriks: ‘We vriesdrogen en vermalen het monster, zodat we het verkregen poeder op ieder moment kunnen analyseren. Dan verwarmen we het tot 600°C in de afwezigheid van zuurstof. Onder de 300°C ontleden de organische stoffen, daarboven de plastics. We scheiden de plastic pyrolyseproducten van andere stoffen, door alleen de fractie vanaf 290°C op te vangen.’

‘Doordat we geen clean-up of scheidingsstappen uitvoeren voorafgaand aan de analyse verliezen we geen microplastics.’

Zowel de bemonstering als de analysemethode waren voor RWS volledig nieuw. De organisatie startte in januari 2021 met meten. Na zes maanden bereikten de onderzoekers een voorlopige herhaalbaarheid (spreiding van analyses die kort na elkaar zijn uitgevoerd) van 15%, een reproduceerbaarheid (spreiding van analyseresultaten met een tussenliggende termijn van maanden of jaren) onder de 30% en een recovery van 100%. Freriks: ‘Die hoge recovery komt doordat we geen clean-up of scheidingsstappen uitvoeren voorafgaand aan de analyse. We hopen nog verbeteringen te realiseren, maar deze prestatiekenmerken zijn al bruikbaar voor een lange-termijnproject zoals monitoring.’

Er staan nog een aantal praktische vragen open, waarop Rijkswaterstaat met kortlopende ‘guerrilla-onderzoeken’ een antwoord hoopt te vinden. ‘We moeten ook laten zien dat de prestatiekenmerken over de periode van een jaar en met variatie in locaties gehandhaafd blijven en dat de gekozen methodes robuust zijn. Wat gebeurt er bijvoorbeeld als het gaat vriezen? Hoe lang blijft onze opstelling goed werken? Pas als we de bemonstering en analysemethode hebben gevalideerd, kunnen we de hoeveelheid microplastics die ons land via de rivieren binnenkomt en weer verlaat nauwgezet in de gaten houden.’

 
Jessica Vermeer
Jessica Vermeer 8 november 2021

Nog geen opmerkingen

Meer Verdieping
Zout geeft het startschot
06 okt 2026 — Renée Canrinus-Moezelaar
Ideale habitat voor industriële premières
06 okt 2026 — Jacqueline van Gool
'We gaan dit gewoon doen'
06 okt 2026 — Esther Thole
Tegen de klok
15 sep 2026 — Ruben Boot
C2Weekly nieuwsbrief
weekly

Mis geen enkel bericht met onze nieuwsbrief C2Weekly

Elke woensdag in je inbox: het laatste chemie- en life sciences nieuws uit Nederland en Vlaanderen, aangevuld met analyses, achtergronden en meer!

Inloggen

Nog niet geregistreerd?

Registreer je gratis en ontvang de nieuwsbrief, creëer je eigen profiel en reageer op onze artikelen.

Not registered yet?

Register for free and receive our newsletter.

Inloggen voor leden van de KNCV, KVCV, NBV en NVBMB

  • Log in het met het e-mailadres waarmee je bij je vereniging bekend bent. Weet je niet welk e-mailadres dat is? Kijk dan op welk adres je de digitale nieuwsbrief van je vereniging ontvangt.
  • Als je nog niet eerder ingelogd hebt moet je een nieuw wachtwoord aanmaken. Klik hiervoor op ‘wachtwoord resetten’.