Microplastics worden in de vakliteratuur gedefinieerd als plastic deeltjes die variëren in diameter van 1 micrometer tot 5 millimeter. Er wordt daarbij onderscheid gemaakt tussen primaire en secundaire microplastics: primaire zijn plastics die specifiek als kleine deeltjes worden geproduceerd; secundaire microplastics zijn afkomstig van grotere plastic delen die door onder meer temperatuur en UV-licht worden afgebroken.
De primaire microplastics worden in verschillende applicaties toegepast. Een belangrijke afzetmarkt is cosmetica waar microbeads worden verwerkt in shampoos, gezichtscrèmes of tandpasta. De reden? De beads hebben een “scrubbing effect” op haar, tanden of huid. Deze abrasieve werking maakt dat deze microbeads ook in schoonmaakmiddelen (industrieel en home care) worden verwerkt. In mindere mate worden beads ingezet als drager voor medicijnen.
Groot aandeel PE
Deze beads worden gefabriceerd op basis van verschillende kunststoffen. In cosmetica neemt PE een groot aandeel in. Los van het aandeel in microbeads is polyethyleen wereldwijd de meest volumineuze kunststof; rond 2018 zal de globale productie rond de 100 miljoen metrische ton bedragen en naar verwachting in 2050 het dubbele.
Primaire microplastics zijn ook op basis van polypropyleen, polystyreen, PET, PVC of andere polymeren gebaseerd, vaak nog met additieven zoals weekmakers of brandvertragers. Kortom, het zijn niet-afbreekbare plastics die uiteindelijk in het milieu terechtkomen.
De volumes die met het gebruik van microplastics gepaard gaan, zijn zeer moeilijk in te schatten. Het Nova Institute maakte, op basis van een Amerikaanse studie, een ruwe inschatting van de Europese consumptie. Het onderzoeksinstituut kwam daarbij op een jaarvolume van 3125 ton. Wel neemt het Nova Institute een behoorlijke slag om de arm. Het blijft een hachelijke klus omdat eerder onderzoek ontbreekt en data niet altijd voorhanden zijn.
Kennisgat
Hetzelfde geldt voor de volumes aan microplastics die jaarlijks door het gootputje richting waterwegen en open wateren stromen. Volgens het Nova Institute is er nog een kennisgat op dit gebied. Wordt een deel uitgefilterd – zo ja hoe groot? – door waterzuiveringsinstallaties en welk deel komt uiteindelijk terecht in zeeën en oceanen?
Doordat zowel primaire als secundaire plastics in open water uit vergelijkbare bestanddelen zijn opgebouwd, is het ook zeer lastig om aan te geven welk deel primair en welk deel secundair is. Volgens The Ocean Cleanup, het initiatief van Boyan Slat, zal verhoudingsgewijs maar een klein deel van de microplastics in open wateren terecht komen. ‘De kans is groot dat deze naar de kust worden teruggevoerd, onderweg zinken of door zeedieren worden opgegeten’, aldus Joost Dubois. ‘Wij denken dat in open wateren vooral secundaire microplastics in de zogenaamd gyres (concentratiegebieden van (micro)plastics, red.) accumuleren. Deze deeltjes, vanaf diameter van 0,5 millimeter, kunnen we met onze technologie naar verwachting verwijderen.’
Terug naar de bron?
Zoals Dubois al vermeldde, komt een deel van de microplastics terecht in de voedselketen. Het zijn vooral zogenaamde filter feeders, zoals oesters, mosselen en andere schelpdieren, die zich voeden door grote hoeveelheden water te filteren. Uit een onderzoek van het Franse Instituut voor Zee-onderzoek blijkt dat oesters de microplastics opnemen en dat dit nadelige gevolgen heeft voor hun voortplanting. Omdat filter feeders ook een voedingsbron vormen voor andere zeedieren, kunnen de microplastics ook naar boven de voedselketen in ‘reizen’. Uiteindelijk zouden deze microplastics weer terug kunnen keren naar de ‘bron’, de mens. Vooralsnog lijkt dat niet het geval. Ook hier is nader onderzoek nodig.
Hoe het ook zij, de vraag is of primaire microplastics überhaupt in het milieu terecht moeten komen. Zeker omdat deze specifiek worden geproduceerd en niet ontstaan door afbraak van grotere plastic delen.
Obama tekent ‘antibeadact’
Vandaar dat Barack Obama vorig jaar de Microbead-Free Waters Act ondertekende. In de VS is het nu per 1 juli 2017 voor producenten verboden om microbeads in persoonlijke verzorgingsproducten  te gebruiken. Dat geldt zowel voor fossiele als biobased plastics. Vanaf 1 juli 2018 mogen dergelijke producten niet meer verkocht worden. ‘Een eerste belangrijke stap in de strijd tegen de plastic soep en een krachtig signaal naar de rest van de wereld’, aldus de Plastic Soup Foundation, afzender van de internationale campagne Beat the Microbead.
In Europa is het nog niet zo ver. Cosmetics Europe is meer een voorstander van een vrijwillige uitfasering (tot 2020) in plaats van een strikte ban zoals in de VS. Volgens de brancheorganisatie zijn er voldoende alternatieven voorhanden voor fossiele microbeads en hebben enkele van haar leden al microbeads uitgefaseerd.
Unilever
In Nederland hebben producenten en retailers ook deze stappen ondernomen. Al in 2014 nam Unilever het besluit, andere spelers L’Oréal, P&G, Kruidvat, Etos, De Tuinen en Kruidvat hebben eveneens afscheid genomen van de microbeads.
‘We hebben het besluit destijds genomen als een reactie op de berichtgeving over de enorme toename van microplastics in het milieu’, aldus een woordvoerster van Unilever. ‘We gebruikten voorheen microbeads op basis van PE in een beperkt aantal van onze personal care-producten vanwege het scrubeffect. Overigens waren deze microbeads volkomen veilig voor mens en milieu. We hebben deze wel vervangen door grotendeels organische materialen zoals gemalen abrikozenpitten, walnootschaal(deeltjes), gemalen puimsteen of silica.’
Mogelijkheden voor biopolymeren
Zoals Unilever al aangaf, zijn er meer dan voldoende substituten op de markt voor microbeads op basis van PE. Op de Duitse personal care-beurs In-Cosmetics presenteerden ettelijke (chemische) bedrijven hun oplossingen. Zo heeft Evonik een synthetische variant van natuurzand ontwikkeld, grotendeels uit hygiënische overwegingen. Het Amerikaanse Micropowders verkoopt polylactides gebaseerd op maiszetmeel en het Zwitserse Permcos biedt body scrubs aan die zijn gemaakt op basis van gehydrogeniseerde palmolie.
Naast deze beads uit natuurlijke materialen ziet het nova Institute ook mogelijkheden voor in zeewater bio-degradeerbare polymeren als TPS , PBSA en PHA. Het onderzoeksinstituut houdt daarbij wel een slag om de arm omdat de milieu-impact van deze biopolymeren in een microbeadtoepassing onvoldoende is onderzocht. Wel ziet het oxodegradeerbare bioplastics in ieder geval niet als een oplossing, omdat deze juist bij zouden dragen aan de microplasticssoep.
PHA’s interessant
PHA (polyhydroxyalkanoaten) vormen een interessante optie, aldus Jan Ravenstijn (ex-DSM, Dow), consultant op het gebied van biokunststoffen. ‘PHA’s zijn in principe zeer geschikt omdat deze opgenomen kunnen worden door en verteren in het menselijk lichaam, maar ook omdat ze deel uitmaken van het metabolisme in plantaardige en dierlijke organismen. PHA’s worden al gebruikt in medische toepassingen voor soft tissue engineering. Nu heeft de VS in het verbod op microbeads ook bioplastics opgenomen. Op deze markt zullen PHA’s nu geen effect hebben. Er zijn echter ook landen die bioplastics niet bij voorbaat uitsluiten. Er is dus een mogelijke markt voor bepaalde PHA-blends met de juiste eigenschappen.’
Te laat de wekker gezet
Ravenstijn geeft wel aan dat de ontwikkeling van deze blends voor een specifieke toepassing minimaal 5 jaar in beslag gaat nemen. Inmiddels werken de grote cosmetica- en personalcarefabrikanten al enkele jaren met eerder genoemde alternatieven. ‘Ik heb het idee dat PHA-producenten de wekker te laat hebben gezet. Als zij eerder op deze ontwikkeling hadden ingespeeld, waren afnemers misschien nog geïnteresseerd geweest. Tenzij producenten van PHA een betere business case kunnen maken, bijvoorbeeld op basis van prijs en/of functionaliteit in het eindproduct. Daarvoor moeten we wel allianties vormen met spelers in de waardeketen om deze PHA-beads te ontwikkelen en vervolgens ook te testen wat er gebeurt in zoet en zout water met deze beads. Eerlijk gezegd zie ik eerder een markt voor bio-based en bio-degradeerbare plastics in andere applicaties, zoals verpakkingsfilms. Hier is ook sprake van een marktvraag naar plastics die afbreken in een waterig milieu zonder daaraan schade te berokkenen.’
Naar schatting van het nova Institute kwam in 2012 4360 ton aan microbeads vanuit EU-landen terecht in zee. Zes tot tien procent van de mondiale plasticsproductie belandt in zee. Dat zijn hoofdzakelijk secundaire plastics die weer uiteenvallen in kleinere delen, waaronder microplastics. In 2008 dreven gemiddeld 752.100 stukjes plastic per km2 in de Stille Oceaan.
