Omdat rivieren vrijwel constant in beweging zijn, gingen onderzoekers er eerder van uit dat lichtgewicht microplastics vrij snel naar de oceaan werden geslingerd en zelden in contact kwamen met de sedimenten in de rivierbedding.
Maar onderzoekers van de Universiteit van Birmingham, de Northwestern Universiteit en de Loyola Universiteit van Chicago, in de Verenigde Staten, hebben ontdekt dat hyporheïsche uitwisseling – een proces waarbij oppervlaktewater zich mengt met water in de rivierbedding – lichtgewicht microplastics kan vasthouden in het sediment. De deskundigen publiceren hun bevindingen in Science Advances en stellen een nieuw model op dat processen beschrijft die deeltjes beïnvloeden, waaronder hyporheïsche uitwisseling, en dat zich richt op moeilijk te meten maar wijdverspreide microplastics van 100 micrometer groot en kleiner.

Microplastics in rivieren

Het onderzoek markeert de eerste beoordeling van microplastic accumulatie en verblijftijden binnen zoetwatersystemen, van bronnen van plastic vervuiling door de gehele stroom, van de bovenloop van een rivier tot de samenvloeiing met de zee. Stefan Krause, hoogleraar ecohydrologie en biogeochemie aan de Universiteit van Birmingham, gaf het volgende commentaar: “We hebben geleerd dat rivieren microplastics lange tijd kunnen opslaan als ze stroomafwaarts naar de oceaan spoelen – tot wel zeven jaar om slechts één kilometer af te leggen. Lichtgewicht microplastics hopen zich sterk op in het sediment van de rivierbedding en blijven daar vele jaren vastzitten. Door hun trage stroomafwaartse verplaatsing is de kans groter dat aquatische soorten microplastics binnenkrijgen en zich via het voedselweb verspreiden, wat mogelijk schade kan toebrengen aan het milieu en de volksgezondheid. Onze bevindingen maken duidelijk dat we strategieën moeten ontwikkelen om de toekomstige toevoer van microplastics in rivieren te verminderen en effectieve oplossingen moeten vinden om de bestaande erfenis van plastics uit onze rivieren te verwijderen om zoetwaterecosystemen te herstellen.”

Nieuw model

Onderzoekers ontwikkelden een nieuw model om te simuleren hoe individuele deeltjes zoetwatersystemen binnenkomen, bezinken en later remobiliseren en zich herverdelen. Het model is het eerste dat rekening houdt met hyporheïsche uitwisselingsprocessen, die een belangrijke rol spelen bij het vasthouden van microplastics in rivieren.
Hoewel bekend is dat het hyporheïsche uitwisselingsproces van invloed is op de manier waarop natuurlijke organische deeltjes door zoetwatersystemen bewegen en stromen, is dit proces zelden in aanmerking genomen in de context van de accumulatie van microplastics. De wetenschappers gebruikten wereldwijde gegevens over lozingen van stedelijk afvalwater en stromingscondities van rivieren, en ontdekten dat microplasticvervuiling het langst verblijft bij de bron van een rivier of beek – bekend als de ‘bovenloop’ die het verst van de oceaan verwijderd is.
In de bovenloop verplaatsen microplasticdeeltjes zich met een gemiddelde snelheid van vijf uur per kilometer, maar bij een laag debiet kan het wel zeven jaar duren voordat ze een kilometer zijn verplaatst. De verblijftijd nam af naarmate de microplastics zich verder van de bovenloop verwijderden.