Rolf Halden kijkt al jaren naar mogelijke gifstoffen door de lens van persoonlijke producten, dus het was onvermijdelijk dat hij zich afvroeg wat er aan het einde van hun nuttige leven gebeurde als hij van bril op contactlenzen overschakelde.
"Ik was in de badkamer een lens aan het uitpakken en dacht: wat gebeurt hier mee?" hij zegt. "Wat doen mensen ermee? Af en toe raakte ik een lens kwijt en kwam ik in de afvoer op weg naar een afvalwaterzuiveringsinstallatie."
Halden is meer bekend met waterzuiveringsinstallaties dan de gemiddelde drager van contactlenzen. Hij is directeur van het Center for Environmental Health Engineering van het Biodesign Institute aan de Arizona State University en hij heeft carrière gemaakt in het bestuderen van potentieel schadelijke chemicaliën die zich een weg banen door het afvalwatersysteem.
Als je het doorspoelt, hebben hij en zijn team het waarschijnlijk onderzocht. Arizona State is de thuisbasis van een archief van monsters van meer dan 200 afvalwaterzuiveringsinstallaties in het hele land, de National Sewage Sludge Repository. Zijn werk op ASU en eerder op de Johns Hopkins University School of Public Health heeft onderzocht waar in massa geproduceerde chemicaliën in het milieu terechtkomen.
Hij en zijn team bestuderen afvalwaterzuiveringsinstallaties waar vaste stoffen worden afgeschermd voordat micro-organismen worden afgebroken en organisch materiaal in afvalwater worden verwijderd. Een plant blijft achter met slib dat zowel voedingsstofrijk organisch materiaal als door de mens gemaakte verontreinigingen bevat, terwijl het behandelde water terug wordt geloosd op lokale waterwegen.
Onderzoek van Halden en anderen heeft aangetoond dat schoon water niet zo schoon is: Halden heeft het actieve ingrediënt gevonden in antimicrobiële zepen in estuariene sedimenten langs de oostkust, van gezuiverd afvalwater dat wordt geloosd in rivieren en beken. De Food and Drug Administration verbood dat ingrediënt, triclocarban en andere antimicrobiële chemicaliën in 2017, maar onderzoekers hebben ook medicijnen, illegale medicijnen en microplastics gevonden in behandeld water.
Op het land hebben Halden en zijn team vlamvertragers, antimicrobiële zepen en opioïden gevonden in rioolslib dat op landbouwvelden wordt gedeponeerd als kunstmest of op stortplaatsen, waar ze het mariene ecosysteem kunnen binnendringen, onzichtbaar maar giftig.
Voeg contactlenzen toe aan die lijst, dankzij zijn badkamerinspiratie.
Halden heeft twee protegés, Charlie Rolsky, een doctoraatsstudent, en Varun Kelkar van het Biodesign Institute belast met het onderzoek van de kwestie.
Rolsky en Kelkar isoleerden fragmenten waarvan ze dachten dat ze contact waren met afvalwaterslib en brachten ze vervolgens terug naar het laboratorium. Daar, met behulp van Raman spectroscopie, een proces dat stoffen identificeert op basis van hun chemische samenstelling, bewezen ze dat de fragmenten in feite afkomstig waren van weggegooide contacten - bevestigend dat mensen lenzen weggooien in afvoeren en toiletten. (Dit werd verder ondersteund door een onderzoek dat Rolsky ontwierp waarbij iets minder dan een op de vijf dragers hun lenzen regelmatig doorspoelde.) Aangezien ongeveer 45 miljoen mensen in de VS contactlenzen dragen, kan dit zich vertalen in veel onnodig plastic.
Afzonderlijk legden Rolsky en Kelkar gedurende 14, 96 en 192 uur contacten in de anaërobe en aerobe kamers in de zuiveringsinstallatie om de tijden na te bootsen waarop verschillende zuiveringsinstallaties afval aan microben blootstellen en analyseerden ze vervolgens om de hoeveelheid afbraak door de microben te bepalen die afval afbreken. Hoe langer ze in de tanks zaten, hoe meer de lenzen veranderden naarmate de microben de plastic polymeren verzwakten. Maar ze verdwenen niet volledig. "Ze hielden het proces vol, " zegt Rolsky. "De take-home was dat contacten die door de fabriek gaan gefragmenteerd raken en in het effluent van de biosolids terechtkomen."
De onderzoekers, die de resultaten van hun werk presenteerden tijdens een recente bijeenkomst van de American Chemical Society, concludeerden dat ongeveer 44.000 pond contactlenzen jaarlijks in de Verenigde Staten afvalwaterzuiveringsinstallaties binnenkomen. Daarvan zeggen ze dat tussen 24.250 pond en 27.900 pond in het afvalwaterslib terechtkomen dat als meststof op land wordt gebracht of op stortplaatsen wordt gestort. "Ze zijn om hen heen en hebben ze geanalyseerd, ze zijn zo klein en dun", zegt Rolsky. "Ik dacht niet dat het bijna een zo groot aantal zou worden. Ik was eerst verrast, maar na het doen van de wiskunde is het logisch."
Halden zegt dat lenzen in slib in oppervlaktewateren terecht kunnen komen. Afval op stortplaatsen kan uitlogen als regenwater ze infiltreert, voegt hij eraan toe. Deze kunststoffen kunnen dan een drinkwaterprobleem worden en een gevaar voor mariene ecosystemen. Of als ze zich in slib bevinden dat als meststof wordt gebruikt, kunnen ze in landbouwgrond terechtkomen - waar weinig bekend is over wat er daarna gebeurt.
"Contactlenzen zijn nog een plastic artikel waarvan we hebben aangetoond dat het de migratie naar zuiveringsslib en naar stortplaatsen, verbrandingsovens of landbouwgrond en andere bodems maakt op plaatsen waar we ons voedsel verbouwen, " merkt hij op. "Dit is een veel voorkomend verschijnsel van veel verontreinigende stoffen die we in de samenleving produceren."
Terwijl kunststoffen in water, met name de oceanen, de afgelopen jaren veel aandacht hebben gekregen, kijken wetenschappers naar kunststoffen die op het land zijn afgezet.
Anderson Abel de Souza Machado, een onderzoeker aan de Universiteit van Berlijn, zegt dat wetenschappers aan het begin begrijpen hoe plastics en microplastics in de bodem niet alleen dieren en micro-organismen beïnvloeden, maar ook planten. Sommige studies tonen aan dat microplastische deeltjes van afvalwaterzuiveringsinstallaties zijn getransformeerd op een manier die ziekteverwekkers aantrekt en verspreidt. In een recent onderzoek ontdekte zijn team dat vezels, parels en andere plastic deeltjes de planten stoorden die het benodigde water kregen. "De planten vertoonden waterstress, hoewel ze zich in een hydrocultuurcultuur bevonden, " voegt hij eraan toe.
Hij was co-auteur van een recent artikel waarin werd opgeroepen tot een beter begrip van kunststoffen in terrestrische ecosystemen, en bestempelde ze als een opkomende bedreiging. "Microplastische en nanoplastische vervuiling kan potentieel belangrijke, hoewel bijna volledig verwaarloosde, effecten hebben op de biodiversiteit van continentale systemen, " schreven de auteurs. "Er is een dringende behoefte om prioriteit te geven aan onderzoek over dit onderwerp en om degelijke informatie te verschaffen over het gedrag van de omgeving."
"Er is veel scaremongering aan de hand, " zegt Machado. "Ik denk dat we voorzichtig moeten zijn. Veel van onze kennis is heel, heel conceptueel. De eerste papieren komen nu net uit. Er kunnen effecten zijn waar we dachten dat daar waren er niet. Er zijn misschien geen effecten waar we dachten dat er wel waren en er waren misschien effecten die we niet konden voorspellen. Wat gegevens betreft, hebben we nog steeds heel, heel weinig.
Halden zegt dat er een kans is dat sommige contactlenzen in het water achterblijven dat uit de plant wordt geloosd. Zijn team heeft niet geprobeerd dat bedrag te meten, iets wat hij zegt is heel moeilijk. "Ik denk dat het redelijk is om te zeggen dat een heel klein deel erdoorheen kan migreren, " voegt hij eraan toe, "maar we zijn nu niet in een positie om uit te roepen wat de hoeveelheid is. Ik ben ervan overtuigd dat het niet nul is."
Een afzonderlijk onderzoek, een van de weinige onderzoeken van plastic lozingen van afvalwaterzuiveringsinstallaties, meldde dat rivieren stroomafwaarts van de zes onderzochte afvalwaterinstallaties verhoogde niveaus van microplastics hadden. Dit "bevestigt dat behandeld afvalwater een belangrijke bron van microplastics is", concluderen de auteurs.
Halden en Rolsky kijken naar andere mogelijke onderzoeken van hoogwaardige kunststoffen voor persoonlijke verzorging, dingen zoals tandenbleekstrips die onder de monitoringradar zouden kunnen glijden. Afvalwaterzuiveringsinstallaties, zegt Halden, zijn "de onontdekte snelwegen" vanwege wat ze onthullen over gezondheid en gedrag en het inzicht dat ze bieden in milieuproblemen.
Contacten zijn niet de meest dringende bedreiging ter wereld, maar ze zijn nog een andere manier waarop kunststoffen in het milieu terecht kunnen komen. Halden en Rolsky zeggen dat de beste tijd om kunststoffen uit de afvalwaterstroom te houden, aan het begin is.
Een gemakkelijke eerste stap, zegt Halden, is het opnemen van taal op verpakkingen dat lenzen niet doorgespoeld of weggegooid mogen worden. (Bausch + Lomb, een van de grootste fabrikanten van contactlenzen in de VS, heeft in 2016 een recyclingprogramma opgezet, maar andere bedrijven moeten dit voorbeeld nog volgen.)
"Wat me het meest verbaasde, is dat er geen informatie is over de verpakking van deze producten omdat ze een potentieel gevaar opleveren", zegt Halden. "Dit is een eenvoudig op te lossen omissie."
