Filter voor microplastics
Alle profielwerkstukken

Profielwerkstuk

Filter voor microplastics

Het hele PWS is te downloaden helemaal bovenaan de pagina.

Inleiding

Kijk eens op het kaartje aan de zijkant van jouw trui of shirt. Grote kans dat jouw kleding deels bestaat uit synthetische stof. Je bent je er waarschijnlijk niet bewust van, maar jij draagt op dit moment een synthetische stof, die een hele boel plastics bevat, namelijk microplastics. Omdat plastic in de natuur nauwelijks afgebroken worden, breken ze in microplastics (RIVM, 2019).

Normaal gesproken worden ze ingedeeld in twee categorieën: primaire en secundaire microplastics. Primaire microplastics worden oorspronkelijk geproduceerd op microscopische schaal en je vindt deze in bijvoorbeeld tandpasta, cosmetica en dus in kleding. Secundaire microplastics zijn afgebroken stukken plastic door chemische of fysische processen (Lecomte, 2014). De deeltjes zijn slecht oplosbaar in water en kunnen niet worden afgebroken. We kunnen microplastics zelfs nog niet goed uit ons water filteren. Door scheuren en bewegen (dragen en/of wassen) kunnen kleine deeltjes afbreken/loslaten en in de kleding “blijven hangen” totdat ze er in de wasmachine uitspoelen. Volgens een onderzoek van Plastic Soup Foundation en Mermaids Life+ consortium, die drie jaar duurde, bleek dat er tussen 600.000 en17.700.000 kledingvezels per wasbeurt van 5 kilo via het riool in de natuur terechtkomen (Foundation, Synthetische kledingvezels, 2019).

Wij willen bijdragen aan een beter milieu. Wij vinden dat dit tegenwoordig een door veel mensen onderschat probleem vormt en willen hier met dit profielwerkstuk meer aandacht voor vragen. We willen onderzoeken hoe we de hoeveelheid microplastics door wasbeurten in het milieu kunnen verminderen. Nu zijn er een aantal oplossingen die voor vermindering van microplastics zullen zorgen. Zo zouden kledingproducenten garen produceren en gebruiken die weinig, of het liefst geen, vezels loslaten. Consumenten kunnen hun kleding minder vaak proberen te wassen, vloeibaar wasmiddel gebruiken of de kleding op zo’n laag mogelijke temperatuur wassen. Hierdoor raakt de kleding minder snel beschadigd en laten er dus minder vezels los. Ook kunnen zij de filters uit de machine met de stofzuiger schoonmaken, in plaats van deze in de wasbak af te spoelen. Als laatste kunnen wasmachinefabrikanten filters ontwikkelen die de vezels tegenhouden (RIVM, 2019).

Omdat wij graag de bron van het probleem willen bestrijden en het gebruiken van milieuvriendelijkere garen de kleding een stuk duurder zal maken, hebben we ervoor gekozen om het laatste puntje uit te werken in dit onderzoek. We zullen het aantal microplastics na een wasbeurt onderzoeken en proberen iets te doen om deze te verminderen. De hoofdvraag die wij voor dit onderzoek hebben opgesteld luidt als volgt; hoe kunnen we het aantal microplastics dat achterblijft in water na een wasbeurt verminderen?

Om deze vraag te beantwoorden hebben we de volgende deelvragen opgesteld:

  • Via welke weg komt het water met microplastics na een wasbeurt in de natuur terecht?
  • Hoe schadelijk zijn microplastics voor het milieu en/of de mens?
  • Welke methoden om microplastics uit water te filteren zijn al onderzocht?
  • Hoe veel microplastics komen er voor in het water dat overblijft na een wasbeurt?

Wij hopen jullie, door het lezen van dit verslag, bewuster te maken van de schade die microplastics aanrichten aan het milieu en de grote rol die wij, als mens, daarin spelen.

Theoretisch Kader

De weg van Rioolwater

Microplastics komen dus na een wasbeurt in het milieu terecht, maar hoe gaat dit precies? Hoe kunnen de plastics die jouw kleding vormen uiteindelijk een deel uitmaken van de ‘plastic soup’?

Van wasmachine naar wateren

In veel gebruikte stoffen in kleding zoals polyester en acryl zijn veel microplastics te vinden. Deze worden na een wasbeurt vanuit de kleding in het water opgenomen. Het water dat je voor de was gebruikt wordt eerst uit grondwater, zoet oppervlakwater of duinwater gepompt. Hierna wordt dit water gezuiverd door een drinkwaterbedrijf en komt vervolgend via leidingen jouw huis binnen. Wanneer je dit water gebruikt om je kleding te wassen verdwijnt het water, met die gesuspendeerde microplastics, in het riool. Het rioolwater wordt schoongemaakt bij een rioolwaterzuivering, maar helaas worden de microplastics hier niet tegengehouden. De stukjes zijn zodanig klein dat ze zo door de filters van het rioolzuiveringsbedrijf gaan. Het afvalwater dat is schoongemaakt komt hierna via rivieren weer terecht in de zee. Wanneer het water verdampt begint de grote kringloop, waarin nog steeds microplastics worden meegevoerd (Onbekend, De waterkringloop van water, 2018). Door de verdamping komen er niet alleen in het water, maar ook in de lucht, microplastics voor. Deze slaan weer neer vanuit de lucht Bij een meting in Parijs werden er 2 tot 255 microvezels per dag per vierkante kilometer geteld, in het centrum twee keer zo veel als in de voorstad (Plastic Soup Foundation, 9 mei 2017).

Van wateren naar mens en dier

Als dit al niet erg genoeg is, zullen microplastics ook via het grondwater door wateropname in planten terecht komen. Vanuit het oppervlaktewater kunnen vissen en landdieren de microplastics opeten, of ze ademen ze in.

Dieronderzoek op dit vlak is al een stuk verder. Een onderzoek in Mexico naar de overdracht van plastic afval langs een terrestrische voedselketen vond gemiddeld tien microplastics per kippenmaag (Esperanza Huerta Lwanga, 2017). Via deze dieren en planten komen de microplastics ook in het menselijk lichaam terecht. Ook hebben wetenschappers microplastics gevonden in bijvoorbeeld honing en bier. En natuurlijk de voornaamste en de meest voor de hand liggende bron van deze plastics in ons lichaam zijn plastic in drinkwater (Woman’sHealth, 2018).

Wetenschappers van de State Univeristy of New York onderzochten verschillende waterflesjes, waarvan 90% microplastics bevatten. Daarnaast vonden ze ook dat waterflessen voor eenmalig gebruik tussen de 2 en 44 microplastics per liter bevatten die afkomstig waren van de verpakking.

De gevaren van microplastics

Nu we weten dat microplastics voorkomen in milieu, dier en mens is het belangrijk om te weten of deze in de verschillende omgevingen ook schadelijk zullen zijn.

Als eerste is het natuurlijk belangrijk om te weten of microplastics schadelijk kunnen zijn voor mens en milieu. Voor zover we weten zijn plastics een van de voornaamste bronnen van milieuvervuiling, maar waardoor komt dit? En is het hiernaast ook nog schadelijk voor het menselijk lichaam, en hoe komen we hier dan aan?

Milieugevaren

In normale omstandigheden van het milieu is plastic slecht afbreekbaar. Dit heeft te maken met de lage afbraaksnelheden van synthetische polymeren. Door allerlei moleculaire veranderingen aan het oppervlak, worden de dieper gelegen polymeren blootgesteld aan de elementen.

Doordat zonlicht ervoor zorgt dat er radicalen vrijkomen uit de polymeerketens en deze reageren met zuurstof en water, ontstaat er een complex proces van auto-oxidatieve reacties. Uiteindelijk worden hierdoor de polymeren sterk veranderd. Omdat plastic een redelijk onstabiele stof is, gebeurt dit bovenstaande proces vrij snel. Toch duurt de afbraak van plastic wel tientallen jaren. Dit komt door de kleinere polytheenfragmenten die plastic bevat. Deze fragmenten zullen via esters en zuren tot water en koolstofdioxide afbreken.

Ongeveer 0,1% van het polyetheen wordt in een jaar omgezet in koolstofdioxide, werd door onderzoekers geschat. Door dit lange afbraakproces zullen de microplastics zich ophopen in het water (Tournois, 1994).

Afbraak van PET plastic onder invloed van Uv-straling en water. Beeld Environ. Sci.: Processes Impacts, 2015, 17, 1513/ Creative Commons 3.0

Gevaren voor mens en dier

Het volgende stadium waar de microplastics terechtkomen zijn dier en mens. Door de lucht en water worden de deeltjes ingeademd. Ondanks dat er weinig bekend is over de schadelijkheid van deze plastics op het menselijk lichaam, is er toch een aantal kleine onderzoeken gepubliceerd. Bijvoorbeeld, uit een onderzoek van assistent-professor Nienke Vrisekoop van het UMC Utrecht blijkt dat het lichaam ook microplastics bestrijdt door middel van immuuncellen (Vrisekoop, 2019). Het probleem hiervan is dat wanneer deze cellen die microplastics aanvallen, ze daarna sterven (Sevil, 2019). Ondanks dat het onderzoek nog pril is, moeten we beseffen dat dit mogelijk een groot probleem zou kunnen vormen voor ons immuunsysteem en moeten we met het ergste rekening houden.

Bij muizen die microplastics te eten kregen, zijn deeltjes teruggevonden in de lever of nier. Bij zebravissen konden plastics de hersenen bereiken. De minuscule plasticstukjes kunnen dus doordringen in cellen, weefsels en organen bij dieren.

Bij vogels en schildpadden verstoppen ze het spijsverteringskanaal, stillen de honger en veranderen het eetgedrag (Royte, 2018). Of dit bij de mens ook kan, is nog maar de vraag. Ook weten we nog niet genoeg om te zeggen of dit echt schadelijk is voor je lichaam, maar goed is het zeker niet. Wij vinden dat we ervoor moeten zorgen dat al dit onderzoek niet nodig is. We kunnen problemen beter voorkomen dan ze oplossen.

Wetenschappers onderzoeken deze vissen die afkomstig zijn uit een vervuilde baai van Manilla (Filippijnen). Het ecosysteem wordt vervuild door huishoudelijk afval en plastic. Wetenschappers proberen vast te stellen of de volksgezondheid gevaar loopt (Royte, 2018).

Eerder onderzochte manieren

Waterzuiveringsinstallaties zijn redelijk inactief als het gaat om het filteren van microplastics. Volgens literatuurstudies wordt hierbij 53 tot 84% van de microplastics succesvol uit het water gevist. (Bouma, 2019) De volgende belangrijke vraag die we onszelf moeten stellen is of er al onderzoek gedaan is om dit te kunnen verbeteren? Zijn er al oplossingen gevonden om het percentage gefilterde microplastics te verhogen? Zo ja, kunnen wij hier het een en ander uithalen voor ons eigen onderzoek?

The Guppy Friend

Alexander Nolte en Olivier Spies, die een Duits bedrijf bezitten, wilden hun steentje bijdragen. Dit deden ze door een waszak te ontwikkelen die microplastics uit het water vist en noemde het The Guppy Friend. Het is gemaakt van een speciaal microfilter materiaal dat 99% van de deeltjes uit de wasmachine haalt (Foundation, Primeur: waszak tegen plastic microvezels, 2017). Wat in deze zak overblijft als residu kan na de wasbeurt uit de machine gehaald worden en bij het plastic afval weggegooid worden. Alexander en Olivier hebben net hun eerste succesvolle Kickstarter actie gehad, waarvan de zakjes kwamen uit Portugal. De mannen proberen nu een productielijn te starten in Vietnam of China, maar dit is nog een hele klus. Ze vinden het namelijk erg belangrijk dat de zakjes duurzaam en eerlijk geproduceerd worden. Hun missie is zorgen dat er minder microplastics in de zee terecht komen. Hiernaast willen ze het kunnen verkopen voor een betaalbare prijs, zodat iedereen kan helpen aan een schoner en veiliger milieu.

Magnetische microplastics

Ook de Ierse Student Fionn Ferreira vond een manier om microplastics uit het oceaanwater te houden. Het idee kwam van een stuk steen met allerlei kleine stukjes plastic die hij vond in zijn woonplaats West Cork. Hij wilde zich, in tegenstelling tot Boyan Slat die zich richt op grote stukken plastic, zich verdiepen in microplastics (Onbekend, Deze student filtert microplastics uit het water!, 2019).

Eerst wilde Ferreira weten hoeveel microplastics er voorkomen in het water. Hiervoor bouwde hij een spectrometer die de hoeveelheid microplastics kon meten. Daarna moest hij een manier vinden om de mini-plastics hier ook daadwerkelijk uit te halen. Zijn idee is gebaseerd op het idee van Dr. Arden Warner die olievlekken uit het water haalt met magnetietpoeder. De Ier voegde slaolie en magnetiet toe aan het water dat microplastics bevat, waardoor een ‘ferrovloeistof’ ontstond.

Voor de plastics is het scheikundig gezien makkelijker om een suspensie te vormen met de olie dan met het water; de microplastics krijgen magnetische eigenschappen. Fionn kon hierna gemakkelijk de microplastics met een magneet uit het water halen. Met dit geweldige idee haalde Fionn ongeveer 87% van de plastics uit het water (Durlacher, 2019).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Het doel van de Ierse student is zijn methode toepassen bij waterzuiveringsinstallaties, om de microplastics uit het water te filteren voordat het de oceanen bereikt, want ‘voorkomen is beter dan genezen’.

IoT oplossing

MarcelvangalenDesign werkt aan een IoT microplasticsfilter voor wasmachines. Dit doet het bedrijf samen met een aantal partners uit het bedrijfsleven en wat wetenschappers. Deze oplossing is in staat om gemiddeld 90% van de microplastics te filteren (Galen, 2018). Het filter past in elke wasmachine en heeft twee delen, waardoor je hem minder vaak hoeft te vervangen.

Luchtbellengordijn

Uit een praktijkproef in het Noord-Hollandse Wervershoof probeerde de Nederlandse organisatie The Great Bubble Barrier de stukjes microplastics uit het water te filteren met behulp van luchtbellen. Er werd een geperforeerde buis net boven de bodem van een rivier of kanaal gelegd. Lucht wordt door deze gaatjes geperst, waardoor een ‘belletjesgrodijn’ tussen de bodem en het wateroppervlak ontstaat. Het plastic dat in het water zwerft, worden door dit gordijn tegengehouden en worden door de stroming naar een punt aan de kant geleidt. Hier kunnen de plastics worden opgevangen. In 2017 is het systeem getest in de IJssel bij Kampen, waarbij gemiddeld 86% werd opgevangen (Bouma, 2019).

Rioolwaterzuivering in Kampen

Luchtbellensysteem van de Nederlandse start-up The Great Bubble Barrier

De wasmachine

Als laatste is het handig om te weten hoe een wasmachine en zijn filter nu in elkaar zitten. Zo kunnen we kijken of we deze filter moeten aanpassen of misschien wel moeten vervangen door iets heel nieuws.

De werking van een wasmachine

Tijdens het wassen van je kleding wordt de zeep, je wasmiddel, in het water opgelost. Deze oplossing wordt verwarmd en door de draaiing van de trommel bewogen. Hierdoor gaan de vervuilde delen van het textiel weken en laten ze los. Hierna worden ze door de zeep ingekapseld. Als laatste wordt het vuil door een grote hoeveelheid water weggespoeld.

Een wasbeurt gaat meestal volgens een vast programma waarbij de eerste stap de benodigde hoeveelheid water meten is. Met behulp van een waterflowmeter wordt bekeken, aan de hand van de hoeveelheid was, hoeveel water er toegevoegd moet worden (Diepstraten, 2006). Daarna begint de voorwas; deze is belangrijk voor hardnekkige vlekken in je kleding. Met dit programma wordt de kleding geweekt. De hoofdwas is een van de meest gebruikte programma’s op een wasmachine (Anoniem, In welk vakje moet wasmiddel?, 2011) en gebruik je vrijwel altijd (Werf, 2018). Hierna verlaat het water de kuip via de afvoerslang met pluizenfilter, die een pomp aanstuurt. Om het wasmiddel uit de kleding te krijgen, wordt er schoon, koud water toegevoerd. In de nieuwste wasmachines zijn er sensoren die bepalen of de zeep uit het wasgoed is. De laatste stap van het wasprogramma is het centrifugeren; dit heeft als doel het overtollige water uit de kleding te halen. Door het wasgoed snel rond te laten draaien, droogt de was als het ware. Het water wordt opgevangen en weggepompt, waarna het wasgoed nog langzaam losgedraaid wordt (Anoniem, Hoe werkt een wasmachine , 2013). Een wasmachine verbruikt tegenwoordig ongeveer 43 L water per wasbeurt (Leon, 2019).

De pluizenfilter

De pluizenfilter bevindt zich vaak aan de linker of rechter onderkant van je wasmachine.

Een verstopte pluizenfilter kan gaan stinken door de stoffen die in de filter gaan zitten. Dat zijn bijvoorbeeld stof, pluizen of de inhoud van broekzakken (denk aan muntgeld, haarklipjes of oorbellen). Het afvalwater kan hierdoor de afvoer niet bereiken.

Plaats van pluizenfilter in wasmachine

Duurzaamheid

Op 12 november 2019 hebben wij een cursus duurzaamheid gevolgd in Utrecht. In deze cursus hebben wij uitleg gekregen over wat duurzaamheid precies inhoudt en hoe dit betrekking heeft tot ons onderzoek. Duurzaamheid is een erg breed begrip en omdat wij met ons onderzoek een filter proberen te ontwikkelen om microplastics tegen te houden hebben we eigenlijk vooral ingezoomd op duurzame ontwikkelingen.

Wij hebben geleerd dat duurzame ontwikkelingen ontwikkelingen zijn waarbij aan de levensbehoeften van de mensen van nu wordt voldaan zonder die van de toekomstige generaties tekort te doen. Het gaat hierbij om behoeften op economisch-, sociaal- en leefomgevingsgebied. Je kan hierbij denken aan zaken zoals een schoon milieu maar ook dingen als een gezonde bevolking en goed werkende sociale netwerken.

Erg belangrijk voor deze duurzame ontwikkelingen zijn de Sustainable Development Goals (SDG’s). Deze doelen zijn in 2015 opgesteld om van de aarde een betere plek te maken. Er zijn in totaal 17 duurzame- ontwikkelingsdoelstellingen die ervoor moeten zorgen dat de aarde een betere plek wordt. Deze SDG’s bestaan uit zaken zoals een einde maken aan honger en armoede in de wereld (Gerven, 2012).

Sustainable Development Goals (SDG’s): werelddoelen voor duurzame ontwikkeling

Op de cursus in Utrecht hebben wij gekeken welke van deze Sustainable Development Goals betrokken zijn bij ons onderzoek. De eerste SDG waarmee wij te maken krijgen is: “Good Health and Well-Being”. Dit is het derde doel van de duurzame-ontwikkelingsdoelen die voornamelijk gaat over gezondheid en welzijn voor iedereen van jong tot oud. Wij hebben hiermee te maken omdat de microplastics in de lucht en in het voedsel schadelijk zijn voor het menselijk lichaam. Door een oplossing te vinden voor deze microplastics zal de gezondheid en welzijn van de mens door de afname van de microplastics toenemen.

Het volgende doel dat op ons onderzoek van toepassing is, is doel nummer 6: “Clean Water and Sanitation”. Het spreekt voor zich dat de microplastics die via de wasmachine in het natuurwater terechtkomen schadelijk zijn voor het milieu en het water vervuilen. Doordat de microplastics langzaam vergaan zullen ze zich ophopen in het water wat voor problemen zorgt. Door de microplastics in het water te verminderen zal het water dus schoner worden en zullen we weer verder zijn in het bereiken van deze SDG.

Er zijn nog twee doelen waarmee ons onderzoek ook te maken heeft. Dit zijn doel 14 en 15: “Life below water” en “Life on Land”. De microplastics in de natuur brengen namelijk, zoals verteld in het theoretische kader, het leven van planten en dieren in het water en op het land in gevaar. Het is dus duidelijk dat bij een vermindering van microplastics in de natuur het leven in het water en op het land minder zal worden aangetast door het gevaar van deze kleine stukjes plastic.

Methode

Methodologie

Om onze hoofdvraag (hoe kunnen we het aantal microplastics dat achterblijft in water na een wasbeurt verminderen?) te kunnen beantwoorden, zullen we het aantal microplastics dat achterblijft na een wasbeurt moeten weten. Dit deden wij aan de hand van een practicum, waarbij we dit aantal bepaald hebben.

Zaterdag 14 december

Van tevoren zochten wij beiden 1 kilo was bij elkaar. We deden eerst twee keer een was van de 1 kilo kleding op 40 graden zonder wasmiddel. Daarna deden we twee keer een wasje met de 1 kilo kleding op 40 graden met Formil Black wasmiddel. Naderhand vingen wij het water wat gebruikt was steeds (afzonderlijk) op. Dit deden we door de afvoerslang van de wasmachine in een emmer te leggen en het water hierin te laten lopen. Hiermee bepaalden we de hoeveelheid water die de wasmachine verbruikt. Later vulden wij per was een fles met dit water.

Maandag 16 december

De volgende stap is het bepalen van de hoeveelheid microplastics in de verschillende wateren. In het betalab op school hebben wij deze wateren onder een microscoop bekeken en onderzocht in welk water de meeste deeltjes te zien waren. Daarna hebben we met het water uit het flesje met de meeste microplastics erin de volgende proeven uitgevoerd.

De eerste proef was het vergelijken van de permeabiliteit van verschillende filtreerpapiertjes. We gebruikten normaal filtreerpapier, filtreerpapier met poriën van 12-25 mm, filtreerpapier met poriën van 4-12 mm en filtreerpapier met poriën van 2 mm. We lieten water uit hetzelfde flesje door de verschillende filtreerpapiertjes heen lopen. Hierna bekeken we het resultaat onder de microscoop. We bepaalden hiermee of een filtreerpapiertje zou werken als filter in een wasmachine om microplastics uit de wateren te houden.

In de tweede proef probeerde wij het idee van Fionn Fereirra (zie theoretisch kader, hoofdstuk 3.2) te vereenvoudigen vanwege gebrek aan magnetiet. We hadden gelezen dat de microplastics in een mengsel van olie en water liever een suspensie met olie vormen dan met water. We voegden slaolie toe aan het afvalwater en lieten het rusten tot het mengsel zich weer gescheiden had. Zo zouden de microplastics moeten zitten in het bovenste laagje olie en zou de onderste laag water ‘schoon’ moeten zijn. Beide lagen bekeken we onder de microscoop om te kijken of er een verschil was tussen de aantallen plastics.

Hiermee konden wij bepalen of deze vereenvoudiging zou werken.

Benodigdheden

  • 1 kilo was
  • Wasmachine
  • Formil Black wasmiddel
  • Microscoop
  • 4 flesjes met water uit verschillende wasbeurten
  • Doosje prepareerglaasjes
  • Doosje dekglaasjes
  • Pipetjes (5 mL)
  • Normaal filtreerpapier (3 hw)
  • Filtreerpapier 12-25 mm
  • Filtreerpapier 4-12 mm
  • Filtreerpapier 2 mm
  • Slaolie
  • 4 Erlenmeyers (1o0 mL)
  • Trechter
  • Bekerglaasje
  • Slaolie

Werkplan

  1. Wasmachine
    1. Zoek 1 kg was bij elkaar;
    2. Koppel de afvoerbuis los en leg deze in een emmer;
    3. Doe deze was in de wasmachine en zet deze aan op 40 graden Celsius en kies het programma van 63 minuten;
    4. Vul een flesje met het opgevangen water uit de emmer;
    5. Nummer de flesjes;
    6. Herhaal stap 3 en 4;
    7. Doe nu wasmiddel bij de was en zet deze vervolgens weer aan op 40 graden Celsius en kies het programma van 63 minuten;
    8. Vul een flesje met het opgevangen water uit de emmer;
    9. Nummer de flesjes;
    10. Herhaal stap 7 en 8;
  2. Flesjes water
    1. Sluit de microscoop aan op de stroom;
    2. Schudt het flesje met het watermonster;
    3. Pipeteer uit flesje 1 3 druppels op het prepareerglas en dek deze af met een dekglaasje;
    4. Bekijk het preparaat onder de microscoop;
    5. Noteer wat je opvalt, maak een foto en tel de aanwezige microplastics;
    6. Herhaal stap 12 t/m 14 met de vier verschillende flesjes;
    7. Kijk in welk flesje de meeste microplastics voorkomen en zet deze apart;
  3. Filtreerpapier
    1. Vouw de vier verschillende filtreerpapiertjes op de juiste manier;
    2. Schudt het flesje met het watermonster;
    3. Zet deze met een trechter in de erlenmeyers;
    4. Pipeteer 10 mL uit het apart gezette flesje in elke erlenmeyer;
    5. Laat het water door het filtreerpapier lopen en wacht tot het uitgedruppeld is;
    6. Bekijk het filtreerpapier en merk op welke de meeste deeltjes opvangt;
    7. Pipetteer 3 druppels van het residu uit elke erlenmeyer op een apart prepareerglaasje en dek deze af met een dekglaasje;
    8. Bekijk de preparaten onder de microscoop, maak weer een foto van elk preparaat en tel opnieuw de aanwezige microplastics;
    9. Noteer je resultaten duidelijk.
  4. Extra experiment:
    1. Doe 100 mL water uit het apart gezette flesje in een bekerglas;
    2. Voeg hier 25 mL slaolie aan toe;
    3. Roer deze goed door en wacht tot de olie zich weer van het water scheidt;
    4. Pipetteer 3 druppels van het bovenste laagje olie op een prepareerglaasje en dek deze af met een dekglaasje;
    5. Bekijk deze onder de microscoop en noteer je bevindingen;
    6. Pipetteer 3 druppels van de onderste laag water op een prepareerglaasje en dek deze af met een dekglaasje;
    7. Bekijk deze onder de microscoop en noteer wederom je bevindingen.
  5. Opgenomen microplastics:
    1. Doe 1,0 L van het weggezette water in een apart
    2. Weeg een droog filtreerpapier van 2 m
    3. Laat het water door het filtreerpapiertje lopen in een erlenmeyer.
    4. Droog het filtreerpapiertje als het uitgelekt is en weeg deze

Resultaten

Flesjes water

Om je een idee te geven van hoe de microplastics er onder de microscoop uitzien hebben we rode cirkels om een aantal deeltjes geplaatst. Zo kun je ze in latere afbeeldingen er ook uithalen.

 

Gemiddelde zonder zeep = (68 + 54) / 2 = 61

Gemiddelde met zeep = (43 + 29) / 2 = 36

Grafiek (1): gemiddeldes van het aantal microplastics in water na een wasbeurt met zeep en het aantal microplastics in water na een wasbeurt zonder zeep.

Deze resultaten geven weer dat in het afvalwater na een wasbeurt met zeep er minder microplastics achterblijven dan in het water na een wasbeurt zonder zeep. Dit was een verassende uitkomst voor ons, omdat wij aangenomen hadden dat in zeep ook microplastics voor zouden komen en hier dus meer deeltjes in zouden zitten.

Filtreerpapier

In deze grafiek is heel duidelijk te zien dat de filter van 2 mm de meeste deeltjes opvangt. Je kan grofweg uit deze grafiek uitmaken dat; hoe kleiner de poriën van het filtreerpapiertje, hoe meer microplastics er worden gefiltreerd.

Extra experiment

Tijdens de uitvoering van deze proef kwamen wij erachter dat het vereenvoudigde idee van Fionn bij ons niet werkte. Er waren duidelijk nog veel microplastics te zien in het waterlaagje. Onder de microscoop konden wij ons gefaalde practicum bevestigen. In foto 14 is te zien dat er een aantal deeltjes microplastics zijn opgenomen door de olie, maar lang niet zo veel als dat wij verwacht hadden. In foto 15 zie je nog redelijk veel deeltjes. De deeltjes zijn te zien in de rode cirkels.

 

Droog filtreerpapier 2 mm = 1,03 g

Droog filtreerpapier 2 mm na 1 L water = 1,38 g

1,38 – 1,03 = 0,35 g deeltjes opgevangen na 1 L water.

Conclusie

Met dit onderzoek hebben wij antwoord gegeven op de vraag; hoe kunnen we het aantal microplastics dat achterblijft in water na een wasbeurt verminderen?

Met twee verschillende proeven probeerde wij de beste manier te vinden om microplastics uit het afvalwater van wasmachines te filteren. In de ene proef probeerde wij dit aan de hand van een mengsel van olie en water. Helaas werkte deze proef niet zoals we gehoopt hadden. Wij denken dat dit komt doordat wij geen magnetiet hadden toegevoegd aan de oplossing. Magnetiet draagt bij aan de vorming van de suspensie van olie en de plastics.

Door deze mislukte proef moesten wij het onderzoek verder baseren op onze tweede proef; de permeabiliteit van verschillende filtreerpapiertjes vergelijken. Te zien aan de resultaten in de bladzijden hiervoor werkte een filter met poriën van 2 mm het best, wat natuurlijk een logische uitkomst is; hoe kleiner de poriën, hoe minder de filter doorlaat. Zonder filter vonden wij 68 microplastics in 3 druppels water. Na de meest fijne filter gebruikt te hebben vonden wij slechts 5 microplastics 3 druppels. Dit filtreerpapier neemt ((68-5)/68)*100 = 92,6% van alle microplastics op, wat een ongelofelijk goede score is.

Wij gingen ons onderzoek verder met het beste filtreerpapier. Als eerste testten wij hoeveel gram microplastics achter blijven nadat je 1 L water door de filter hebt gegoten. Je leest in het stukje “opgenomen microplastics” (hoofdstuk 1.4) dat er 0,35 g deeltjes worden opgevangen door de filter. Deze zal niet alleen bestaan uit microplastics, maar ook uit stof. Wij schatten dat er een verhouding zal zijn tussen stof en microplastics van 2:1. Na 1 L water door de trechter met het filtreerpapier gegoten te hebben, blijft er dus 11,7 g microplastics achter. Als we ervan uitgaan dat, zoals je in het kopje hierboven hebt gelezen, 92,6% van de microplastics wordt opgenomen, zal het totale aantal gesuspendeerde microplastics (11,7/92,6) *100 = 12,6 g zijn.

In de theorie (hoofdstuk 4.1) hebben wij besproken dat een wasbeurt gemiddeld 43 L water verbruikt. In zo’n wasbeurt zou dan 43*12,6 = 541,8 g aan microplastics opgelost worden in het water en zal 43*11,7 = 503,1 g hiervan worden opgevangen door de filter. Je kan dus wel stellen dat filtreerpapier met poriën van 2 mm een redelijk goede filter zal vormen. Een eis voor onze wasmachine filter is het gebruiken van filtreerpapier met poriën van 2 um.

Hierna is de vraag hoe we deze in de wasmachine zullen plaatsen. Elke wasmachine heeft op dit moment een pluizenfilter in de afvoerbuis, die grote deeltjes tegen houdt. Wij willen ervoor zorgen dat het filtreerpapier zo min mogelijk wordt aangetast door deeltjes die hij niet hoort op te nemen. Om deze reden kiezen wij ervoor het filtreerpapier achter de pluizenfilter te plaatsen. De pluizenfilter kan zo eerst de grote obstakels filteren. Daarna kan ons filtreerpapier de microdeeltjes opvangen.

We kunnen eventueel een dubbele filter plaatsen. Hiermee zou je achter de pluizenfilter twee filtreerpapiertjes plaatsen. In een vervolgonderzoek zou je kunnen testen of dit nuttig is. Hiernaast zijn er in ons onderzoek nog een aantal punten die in een vervolgonderzoek beter zou kunnen.

Zo hebben wij bijvoorbeeld het water opgevangen in een plastic emmer en opgeslagen in plastic flesjes. Naast de microplastics die uit de wasmachine kwamen, zouden hier ook nog een aantal deeltjes van opgelost kunnen zijn in het water. Ook konden wij nergens op de verpakking van het normaal filtreerpapier de maat van de poriën niet vinden, ook de leraren op school wisten dit niet, waardoor deze minder goed te vergelijken was met de rest.

Onder de microscoop hebben wij uit elk flesje maar 3 druppels bekeken, die wij als representatief voor het hele flesje hebben genomen. Dit kan in de werkelijkheid natuurlijk niet. Ook het percentage (92,6%) opgevangen microplastics is gebaseerd op die 3 druppels. Ook hebben wij vanaf de foto de microplastics geteld. Het kan hierbij voorkomen dat wij sommige deeltjes hebben meegeteld, die in werkelijkheid geen microplastics zijn of andersom.

In een volgend onderzoek zou je ook de verhouding tussen stof en microplastics kunnen onderzoeken. Wij hebben hier alleen een schatting van gemaakt, wat het minder betrouwbaar maakt.

De reden voor een aantal van deze punten is dat we niet over de benodigde materialen of apparatuur beschikken. We konden bijvoorbeeld het proefje met magnetiet niet doen en konden de echte microplastics niet detecteren, waardoor we ze zelf moesten zoeken, bepalen en tellen. Naast deze kleine punten hebben wij zo nauwkeurig mogelijk gewerkt.

Bronnen

Amerongen, J. v. (2019, oktober 04). Microplastics zijn overal: dit is wat je moet weten.

Opgehaald van RTLnieuws: https://www.rtlnieuws.nl/nieuws/nederland/artikel/4869841/microplastics- vijf-vragen-milieu-gezondheid-eten-drinken-lucht

 

Anoniem. (2011, 11 05). In welk vakje moet wasmiddel? Opgehaald van kieskeurig: https://www.kieskeurig.nl/artikelen/wasmachine/vakjesbetekenis

Anoniem. (2013). Hoe werkt een wasmachine . Opgehaald van Monteur op Afstand: https://www.monteuropafstand.nl/wasmachine-reparatie/hoe-werkt-een- wasmachine

 

Bouma, J. (2019, mei 06). Hoe krijg je die piepkleine plastic deeltjes uit het rioolwater?

Met een ‘luchtbellengordijn’! Opgehaald van Trouw: https://www.trouw.nl/duurzaamheid-natuur/hoe-krijg-je-die-piepkleine- plastic-deeltjes-uit-het-rioolwater-met-een-luchtbellengordijn~b674e738/

 

Diepstraten, Z. (2006, 06 06). Hoe werkt de wasmachine. Opgehaald van zDiepstraten: https://www.zdiepstraten.nl/index.php/keuze-in-witgoedmenu-hoe/hoe- werkt-de-wasmachine

 

Durlacher, C. (2019, oktober 09). Dankzij Fionn (18) en magnetische slaolie kunnen we simpel en goedkoop microplastics uit zee vissen. Opgehaald van EenVandaag: https://eenvandaag.avrotros.nl/item/dankzij-fion-18-en-magnetische-slaolie- kunnen-we-simpel-en-goedkoop-microplastics-uit-zee-vissen/

 

Erwin Roex, D. V. (2018, februari 01). Microplastics in het zoetwater milieu. Opgehaald van stowa : https://edepot.wur.nl/277534

 

Esperanza Huerta Lwanga, J. M. (2017, oktober 26). Field evidence for transfer of plastic debris along a terrestrial food chain. Opgehaald van scientific reports: https://www.nature.com/articles/s41598-017-14588-2

 

Foundation, P. S. (2017, februari 20). Primeur: waszak tegen plastic microvezels.

Opgehaald van Plastic Soup Foundation: https://www.plasticsoupfoundation.org/2017/02/primeur-waszak-plastic- microvezels/

 

Foundation, P. S. (2019, augustus 22). Falende aanpak microvezels uit synthetische kleding. Opgehaald van plastic soup foundation : https://www.plasticsoupfoundation.org/2019/08/falende-aanpak-microvezels- uit-synthetische-kleding/

 

 

Foundation, P. S. (2019, maart 06). Synthetische kledingvezels. Opgehaald van Plastic Soup Foundation: https://www.plasticsoupfoundation.org/dossiers/synthetische- kledingvezels/#av_section_2

 

Galen, M. v. (2018, maart 09). Voorkom microplastics in het water met een microplastics-filter. Opgehaald van wasmachinefilter: https://www.wasmachinefilter.nl/nl/

 

Gerven, M. v. (2012). SDG Allianties . Opgehaald van SDG Nederland : https://www.sdgnederland.nl/sdg-allianties/sdg-1-alliantie/

Korteweg, N. (2019, oktober 04). De onbekende gevaren van microplastics . Opgehaald van nrc : https://www.nrc.nl/nieuws/2019/10/04/de-onbekende-gevaren-van- microplastics-a3975660

 

Lecomte, M. (2014, juni 28). De verwijdering van microplastics in rioolwaterzuiveringsinstallaties: een case-study voor Vlaanderen. Opgehaald van universiteit gent: https://lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/002/217/211/RUG01- 002217211_2015_0001_AC.pdf

 

Leon. (2019, 01 05). Snel besparen op het watergebruik van je wasmachine. Opgehaald van wasmachine: https://www.wasmachinepagina.nl/snel-besparen-op-het- waterverbruik-van-je-wasmachine/

 

Onbekend. (2018, november 30). De waterkringloop van water. Opgehaald van lesjedorst: https://www.lesjedorst.nl/files/downloads/meer%20informatie/les%20je%20do rst%20De%20waterkringloop%20van%20water.pdf

 

Onbekend. (2019, september 10). Deze student filtert microplastics uit het water!

Opgehaald van voor de wereld van morgen: https://www.voordewereldvanmorgen.nl/duurzame-blogs/deze-student-filtert- microplastics-uit-het-water

 

rivm. (2015, juni 29). Microplastics. Opgehaald van rivm.nl: https://www.rivm.nl/microplastics

RIVM. (2019, april 25). Maatregelen tegen milieubelastende microplastics uit kleding.

Opgehaald van rivm: https://www.rivm.nl/nieuws/maatregelen-tegen- milieubelastende-microplastics-uit-kleding-0

Royte, E. (2018, juni 08). Plastic deeltjes: ook schadelijk voor de mens? Opgehaald van National Geographic: https://www.nationalgeographic.nl/stop-met- plastic/2018/06/plastic-deeltjes-ook-schadelijk-voor-de-mens

 

 

Sevil, M. (2019, september 28). Hoe schadelijk zijn microplastics voor je lichaam?

Opgehaald van het parool: https://www.parool.nl/privacy- wall/accept?redirectUri=%2fnederland%2fhoe-schadelijk-zijn-microplastics- voor-je- lichaam%7eb45fae33%2f%3freferer%3dhttps%253A%252F%252Fwww.google.nl

%252F&pwv=2&pws=functional%7Canalytics%7Ccontent_recommendation%7 Ctargeted_ad

 

Tournois, H. (1994, mei 04). Biologisch afbreekbare polymeren. Opgehaald van chemische feitelijkheden : http://www.chemischefeitelijkheden.nl/Uploads/Magazines/h109-Biologisch- afbreekbare-polymeren.pdf

 

vara, B. (2017, mei 07). Plastic deeltjes via wasmachine in water. Opgehaald van BNN vara: https://www.bnnvara.nl/vroegevogels/artikelen/plastic-deeltjes-via- wasmachine-in-water

 

Vrisekoop, N. (2019, september 29). Wat doen microplastics met onze afweer?

Opgehaald van UMC Utrecht: https://www.umcutrecht.nl/nl/Nieuws/Wat- doen-microplastics-met-onze-afweer

Wechem, R. v. (2017, mei 16). Is plastic de oplossing in de strijd tegen microplastic uit de wasmachine. Opgehaald van Trouw : https://www.trouw.nl/nieuws/is-plastic- de-oplossing-in-de-strijd-tegen-microplastic-uit-de-wasmachine~b229f6dd/

 

Werf, S. v. (2018, 04 25). De betekenis van alle symbolen van je wasmachine op een rijtje.

Opgehaald van ROOMED: https://roomed.nl/betekenis-wasmachine- symbolen/

 

Woman’sHealth. (2018, juli 01). Dit is hoe microplastics in ons lichaam terecht komen.

Opgehaald van Women’sHealth: https://www.womenshealthmag.com/nl/duurzaamheid/a24061638/microplasti cs-voeding-eten-lichaam-plasticsoep-zeedieren/

Bekijk ook eens

vraagbaak icoon nucleofiele additie
Scheikunde | Wo | 1
Vraag
nucleofiele additie
Beste Hoe kan je weten welke moleculen in reactie met een nucleofiel het meest reactiefst zijn? Ik dacht om te kijken naar de leaving group en te zien hoe stabiel deze is. Maar wat moet je doen als je meer groepen hebt bijvoorbeeld een benzeenring met een nitrogroep en een chloor aan?
Bekijk vraag & antwoord
vraagbaak icoon Mesomeer en inductief effect
Scheikunde | Wo | 1
Vraag
Mesomeer en inductief effect
Beste Ik snap niet zo goed hoe je de zuurheid van een organische moleculen moet vergelijken. Mij is aangeleerd om eerst te deprotoneren en dan kijken welk effecten er aanwezig zijn. Negatieve effecten bevorderen de zuurheid en positieve effecten niet. Maar ik snap niet hoe je kan zien waar deze effecten aanwezig zijn.
Bekijk vraag & antwoord
vraagbaak icoon Welke indicator moet ik kiezen bij titratie?
Scheikunde | Vwo | 5
Vraag
Welke indicator moet ik kiezen bij titratie?
Hallo, ik zag op een paar filmpjes dat je bij een zwakke base – sterk zuur titratie een indicator moest nemen met een omslagtraject rond de 4,0<pH<5,0. Alleen vraag ik mij af waarom dit niet een pH kan zijn van alles lager dan 7,0 want bijvoorbeeld broomfenolrood heeft een omslagtraject van 5,2<pH<6,8 dus als het […]
Bekijk vraag & antwoord
vraagbaak icoon Welke indicator moet ik kiezen bij titratie?
Scheikunde | Vwo | 5
Vraag
Welke indicator moet ik kiezen bij titratie?
Hallo, ik zag op een paar filmpjes dat je bij een zwakke base – sterk zuur titratie een indicator moest nemen met een omslagtraject rond de 4,0<pH<5,0. Alleen vraag ik mij af waarom dit niet een pH kan zijn van alles lager dan 7,0 want bijvoorbeeld broomfenolrood heeft een omslagtraject van 5,2<pH<6,8 dus als het […]
Bekijk vraag & antwoord
vraagbaak icoon massaspectrometrie
Scheikunde | Vwo | 5
Vraag
massaspectrometrie
hoe moet je een structuurformule geven van het fragment bij de piek m/z=31? het gaat hier om de stof glycol met een m/z van 62.
Bekijk vraag & antwoord
vraagbaak icoon halfreacties
Scheikunde | Havo | 5
Vraag
halfreacties
hallo, ik heb een twee vragen over de halfreactie van methanal. In mijn boek staat dat methanal H2CO is. in tabel 48 staat enkel H2CO + H2O (waarom is dit? Waarom staat water er al bij?) als halfreactie had ik de volgende formule opgesteld: H2CO + H2O (l) —> HCOOH + 2H^+ + 2e^- in […]
Bekijk vraag & antwoord
vraagbaak icoon totaalreactie
Scheikunde | Havo | 5
Vraag
totaalreactie
Hallo, Ik heb een vraag over totaal reacties. als je twee halfreacties optelt, krijg je een totaal reactie. Is dit het zelfde als een redoxreactie?  
Bekijk vraag & antwoord
vraagbaak icoon reacties herkennen
Scheikunde | Vwo | 5
Vraag
reacties herkennen
Ik weet niet wat voor soort type de onderstaande reacties zijn en vraag me af hoe je dat zou kunnen verklaren aan de hand van de deeltjes? H2O + 2FeO + Cl2  à Fe2O3 + 2HCl CaO + H2O à Ca2+ + 2OH–    
Bekijk vraag & antwoord
vraagbaak icoon energiediagram
Scheikunde | Havo | 5
Vraag
energiediagram
Waarom is de activeringsenergie van een reactie in een energiediagram kleiner wanneer met een katalysator?
Bekijk vraag & antwoord
vraagbaak icoon Bufferoplossing
Scheikunde | Vwo | 5
Vraag
Bufferoplossing
Normaliter zal er bij het samenvoegen van een willekeurige zwakke base/zwak zuur met een sterk zuur/sterke base dit tot een aflopende reactie leiden. Bij buffers valt mijn op dat wanneer men bijvoorbeeld een diwaterstoffosfaat/monowaterstoffosfaat buffer heeft en hieraan bijvoorbeeld natronloog toevoegt, er een evenwichtsreactie van monowaterstoffosfaat met hydroxide-ionen, die samen water en diwaterstoffosfaat vormen, hoe […]
Bekijk vraag & antwoord