Microplastics zijn al gevonden in afgelegen natuurgebieden, in de voedselketen en zelfs in het menselijk lichaam. Maar net de kleinste deeltjes, die mogelijk het makkelijkst door lucht, water en ons lichaam bewegen, zijn ook het moeilijkst op te sporen. Nieuwe meetmethoden moeten daar verandering in brengen.

Hoe kleiner het plasticdeeltje, hoe groter de meetuitdaging

Wereldwijd wordt jaarlijks ongeveer 400 miljoen ton plastic geproduceerd. Een deel daarvan breekt na verloop van tijd af tot microplastics: plasticdeeltjes met een grootte van ongeveer 1 µm tot 5 mm. Ter vergelijking: een micrometer is duizend keer kleiner dan een millimeter.

Voor wetenschappers is het niet genoeg om te weten dát er microplastics aanwezig zijn. Om de mogelijke impact op milieu en gezondheid te begrijpen, moeten ze ook kunnen bepalen:

• hoe groot de deeltjes zijn;
• welke vorm ze hebben;
• uit welk type kunststof ze bestaan;
• of ze in water, lucht, voedsel of biologisch weefsel voorkomen.

Vooral de allerkleinste deeltjes vragen aandacht. Volgens het bronartikel circuleren kleinere microplastics gemakkelijker door het milieu en kunnen ze zelfs in de menselijke bloedbaan terechtkomen. Deeltjes kleiner dan 10 µm, en zeker submicron- en nanoplastics, behoren daarom tot de meest zorgwekkende én de moeilijkst meetbare categorieën.

Daar wringt het schoentje: klassieke analysetechnieken kunnen deeltjes kleiner dan ongeveer 20 µm vaak niet goed genoeg in beeld brengen. Daardoor bestaat het risico dat onderzoeken het aantal kleine microplastics onderschatten.

Waarom klassieke spectroscopie niet altijd volstaat

In microplasticonderzoek worden vaak infrarood- en Raman-spectroscopie gebruikt. Beide technieken zijn waardevol omdat ze niet-destructief zijn en informatie geven over de chemische structuur van een materiaal. Je kan ze zien als een soort chemische vingerafdruk: elk type kunststof, zoals polyethyleen of polystyreen, heeft een herkenbaar signaal.

Toch zijn er beperkingen. Gekleurde of verweerde microplastics kunnen bij Raman-metingen storende signalen geven, zoals autofluorescentie. Ook stoffen met lange koolstofketens, bijvoorbeeld vetten en lipiden, kunnen verkeerd worden geïnterpreteerd als polyethyleen, een veelvoorkomend plastic.

Bij klassieke infraroodtechnieken, zoals FTIR, speelt dan weer de resolutie een grote rol. Door de langere golflengtes van infrarood licht is er een fysische grens aan hoe scherp kleine deeltjes kunnen worden afgebeeld. Het gevolg: deeltjes onder 20 µm kunnen gemakkelijk over het hoofd worden gezien of te onnauwkeurig worden gemeten.

Daarom verschuift het onderzoek naar multimodale meetmethoden: technieken die meerdere vormen van spectroscopie combineren. Door bijvoorbeeld infrarood- en Raman-informatie tegelijk te gebruiken, kunnen onderzoekers de grootte en samenstelling van microplastics betrouwbaarder bepalen.

O-PTIR: scherper kijken naar submicron plastic

Een veelbelovende techniek uit het bronartikel is Optical Photothermal Infrared Spectroscopy, kortweg O-PTIR. Deze methode gebruikt een infraroodlaser om een monster heel lokaal te verwarmen, en een tweede zichtbare laser om die minimale warmteverandering te meten. Zo kan men op deeltjesniveau bepalen waar infrarood licht wordt geabsorbeerd en dus welk materiaal aanwezig is.

Het grote voordeel is de ruimtelijke resolutie. Bij traditionele infraroodmetingen wordt de resolutie beperkt door de infraroodgolflengte. Bij O-PTIR wordt die bepaald door de zichtbare laser, vaak 532 nm. Volgens het artikel levert dat tot 30 keer betere ruimtelijke resolutie op dan oudere infraroodmethoden.

Omdat dezelfde zichtbare laser ook gebruikt kan worden voor Raman-spectroscopie, maakt O-PTIR echte gelijktijdige metingen mogelijk: infrarood en Raman, op dezelfde plek, met dezelfde resolutie. Dat is belangrijk voor complexe stalen, zoals aerosoldeeltjes in de lucht of biologisch weefsel.

Onderzoekers konden met combinaties van Raman en O-PTIR microplastics kleiner dan 10 µm detecteren in aerosoldruppels. In biologische matrices toonde O-PTIR bovendien een betere signaal-ruisverhouding dan klassieke infraroodmethoden en konden zelfs deeltjes van ongeveer 200 nm worden waargenomen. Omdat de techniek labelvrij en niet-destructief is, kan ze ook helpen om te bestuderen hoe microplastics zich verplaatsen of afbreken in biologische omgevingen.

Wat betekent dit voor jou?

Betere meetmethoden lossen het plasticprobleem niet op, maar ze maken het wel zichtbaarder. Hoe nauwkeuriger onderzoekers kleine deeltjes kunnen meten, hoe beter beleidsmakers, bedrijven en consumenten kunnen begrijpen waar microplastics vandaan komen en hoe blootstelling kan worden verminderd.

Intussen kan je zelf al stappen zetten om de verspreiding van microplastics te beperken:

• kies vaker voor herbruikbare verpakkingen in plaats van wegwerpplastic;
• vermijd cosmetica en schoonmaakproducten met plastic ingrediënten;
• was synthetische kleding minder vaak en gebruik indien mogelijk een microvezelfilter;
• beperk plastic keukenmateriaal dat slijt, zoals oude snijplanken of spatels;
• steun initiatieven en beleid die minder plasticproductie en betere monitoring stimuleren.

Conclusie: de kleinste microplastics zijn tegelijk het moeilijkst te meten en mogelijk het meest relevant voor gezondheidsonderzoek. Nieuwe technieken zoals O-PTIR helpen wetenschappers om scherper te kijken. Voor ons blijft de praktische boodschap eenvoudig: hoe minder plastic we gebruiken en verliezen, hoe minder deeltjes er uiteindelijk in lucht, water, voedsel en lichaam terechtkomen.