Materialen en methode

2.1 Globale opzet

In dit laboratoriumonderzoek zijn zowel nieuwe als gebruikte microvezelmaterialen in een gecontroleerd proces gewassen. Het waswater van de wasmachine is opgevangen en gefilterd. De microplastics op de filters zijn gekwantificeerd door middel van tellen of door wegen. Naast de leeftijd van de microvezelmaterialen, is er gekeken naar de invloed van het herhaaldelijk wassen en het type microvezelmateriaal op het vrijkomen van microplastics.

Voor een betere duiding van de resultaten zijn een aantal wassen met consumenttextiel uitgevoerd. Synthetische kleding is herhaaldelijk gewassen en het opgevangen waswater is gefilterd. De microplastics op de filters zijn gekwantificeerd door middel van wegen. De aantallen microplastics worden vergeleken met die van de microvezelmaterialen die gebruikt worden in de professionele schoonmaak.

De definitie van microplastics is breed. Het RIVM geeft aan dat het gaat om kunststofdeeltjes met een maximale omvang van 5 mm [6]. TNO hanteert in haar adviesrapport vezels met een lengte van 3 nm tot 15 mm [1]. In dit onderzoek is de lengte of grootte van de kunststofdeeltjes niet bepaald en wordt onder microplastics alle kunststof vezels of deeltjes verstaan.

2.2 Microvezelmaterialen en consumententextiel

In dit onderzoek zijn zowel nieuwe als gebruikte microvezelmaterialen gebruikt. Deze materialen, microvezeldoeken en -moppen, zijn van verschillende kwaliteit en samenstelling (tabel 2.1). De gebruikte materialen zijn gedeeltelijk afkomstig uit de praktijk (ziekenhuizen) en deels in het laboratorium gesimuleerd gebruikt om de praktijksituatie na te bootsen.
De consumententextiel bestaat uit diverse kledingstukken (fleecetruien, t-shirts, dassen), slopen en dekens.

Gedurende het onderzoek zijn een aantal materialen in het laboratorium kunstmatig verouderd om een praktijksituatie na te bootsten. Voorafgaand en tijdens dit verouderingsproces zijn deze materialen met een standaard detergent (ECE, 10 g/kg wasgoed) gewassen, gecentrifugeerd en aan de lucht gedroogd. De veroudering is gedaan met behulp van een reinigingsrobot (met standaard beweging, snelheid en druk) en is zodanig dat het een gebruik van 1 jaar simuleert.

2.3 Wassen

De testmaterialen zijn gewassen in een huishoudelijke wasmachine (Siemens iq300 WM14NO75NL). Deze wasmachine is voor dit onderzoek aangeschaft zodat het onderzoek met een schone machine is gestart. Er is gewassen met leidingwater met een gemiddelde waterhardheid. Tussen verschillende proeven is de wasmachine gespoeld (spoelprogramma).

De microvezeldoeken en -moppen zijn gewassen met een 60ºC hoofdwasprogramma, hetgeen aansluit bij de onderhoudsetikettering. De consumententextiel is gewassen met een 40ºC kreukherstellend programma, volgens de onderhoudsetikettering.

Er is gewassen met een vloeibaar kleurwasmiddel. Na het wassen zijn alle testmaterialen aan de lucht gedroogd.

2.4 Filtratie van isolatie van microplastics

Om het aantal vrijgekomen microplastics te kunnen bepalen, is het water uit de wasfase van een wasproces verzameld en gefilterd. Door middel van een cascade van filters (afbeelding 2.1) zijn de microplastics van het waswater gescheiden. De filters (Nitex) hebben een maasgrootte van 250 μm, 125 μm, 65 μm en 30 μm.

Na de filtratie is het biologisch, niet synthetisch materiaal op de filters verwijderd door te spoelen met een verdunde hypochlorietoplossing (1:1 in demiwater). Vervolgens zijn de filters gespoeld met demiwater en gedroogd in een droogstoof (2 uur bij 50ºC).

2.5 Kwantificeren van Microplastics

Het kwantificeren van de microplastics vindt plaats door telling of weging.

2.5.1 Tellen

De droge filters zijn onder een optische microscoop bekeken. De microplastics zijn met behulp van UV-licht geïdentificeerd; plastic vezels en deeltjes lichten op onder UV-licht in tegenstelling tot niet-synthetische vezels en deeltjes. Om een betere contour en definitie van de vezels te kunnen geven, zijn de filters ook bij daglicht (D65) bekeken.

Het aantal microplastics is vervolgens bepaald door middel van tellen. Bij grote aantallen is het onmogelijk om de aantallen op de gehele filter te tellen. Daarom is het aantal microplastics op een representatief oppervlak van de filter onder de microscoop geteld. Hieruit is het aantal microplastics op het gehele filter berekend. In geval van ophoping is het aantal microplastics niet juist vast te stellen (afbeelding 2.2). In zo’n situatie is het aantal microplastics geschat (tellen bij benadering).

2.5.2 Wegen

Omdat het tellen van het aantal microplastics veelal bij benadering mogelijk is, is gekeken naar alternatieven om te kwantificeren. In de literatuur wordt massabepaling genoemd als een eenvoudige en snelle techniek voor het kwantificeren van microplastics [1].
Voor het bepalen van de hoeveelheid microplastics door middel van wegen, zijn de filters voor en na filtratie van het waswater in een droogstoof gedroogd tot constant gewicht (minimaal 2 uur op 50°C). Vervolgens zijn de filters gewogen op een analytische balans. De hoeveelheid microplastics (Md) is als volgt berekend:

Md [mg] = MFvoor - MFna

2.6 Onderzoeksopzet

2.6.1 Bepaling van het aantal microplastics in kraanwater en wasmachine

Om de uitgangssituatie te bepalen, is de aanwezigheid van microplastics in kraanwater en in de nieuwe wasmachine onderzocht. Hiervoor is een liter kraanwater en een liter waswater van een 60ºC hoofdwasprogramma, gefilterd. De residuen op de filters zijn met behulp van UV-licht onder de microscoop bekeken om te bevestigen dat het om microplastics gaat. Het aantal microplastics op de filters is geteld. De bepaling is 3 keer herhaald.

2.6.2 Bepaling van het aantal microplastics na het wassen van nieuwe en gebruikte microvezelmaterialen

Om het vrijkomen van microplastics in de eerste wasbeurten te onderzoeken, zijn 1 kg nieuwe microvezeldoeken (D-A en D-B) en 1 kg nieuwe microvezelmoppen (M-A en M-B) afzonderlijk gewassen. Het totale volume van het waswater is gefilterd. Na drogen van de filters is het aantal microplastics op de diverse filters bepaald door middel van tellen.

De aantallen microplastics die vrijkomen bij het wassen van veelvuldig gewassen en gebruikte microvezelmaterialen, zijn op twee manieren bepaald.
1 kg van de in het laboratorium gesimuleerd gebruikte en gewassen microvezeldoeken (D-A en D-B) en 1 kg microvezelmoppen (M-A en M-B), zijn nog twee keer gewassen. Het totale volume van het waswater is gefilterd en het aantal microplastics op de droge filters is bepaald door middel van tellen.
Microvezeldoeken uit de praktijk (D-D), eveneens 1 kg, zijn in het laboratorium twee keer gewassen. Het totale volume van het waswater is gefilterd. Het aantal microplastics op de droge filters is bepaald door middel van tellen. Van deze doeken is niet bekend hoe vaak ze in de ziekenhuizen zijn gebruikt en gewassen.

2.6.3 Bepaling van de hoeveelheid microplastics na herhaaldelijk wassen

Het vrijkomen van microplastics door wassen waarbij het gebruik van de materialen buiten beschouwing is gelaten, is onderzocht.

Ruim 4 kg nieuwe microvezelmoppen (M-C) is twee keer gewassen. Vervolgens is de belading gehalveerd (2,2 kg) en is nogmaals vijf keer gewassen. Na elke wasbeurt is het totale volume van het waswater gefilterd. Na drogen van de filters is de hoeveelheid microplastics bepaald door middel van weging.

Ter vergelijking is een belading die bestaat uit consumententextiel vijf keer gewassen. Het gewicht van de belading is aangepast naar 1,5 kg om een vergelijkbare beladingsgraad van de wastrommel te krijgen. Na elke wasbeurt is het totale volume van het waswater gefilterd. Na drogen van de filters is hoeveelheid microplastics is bepaald door middel van weging.

2.6.4 Invloed van het type microvezel op de hoeveelheid microplastics

Drie verschillende typen nieuwe microvezeldoeken (tabel 2.2) zijn elk 25 keer gewassen om de invloed van het soort microvezelmateriaal op de hoeveelheid vrijgekomen microplastics te onderzoeken. Het gebruik van de microvezeldoeken is verder buiten beschouwing gelaten. Het totale volume van het water uit de wasfase van de eerste en de laatste wasbeurt, is gefilterd. Na drogen van de filters is de hoeveelheid microplastics bepaald door middel van weging.