Geplaatst op

Bacteriën eten echt plastic


NIOZ Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee

22-jan-2023De bacterie Rhodococcus ruber eet en verteert plastic. Dat blijkt uit laboratoriumonderzoek door promovenda Maaike Goudriaan van het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ). Op basis van een modelstudie met plastic in nagemaakt zeewater in het lab, berekende Goudriaan dat bacteriën ongeveer één procent van het gevoerde plastic per jaar kunnen afbreken tot onder andere CO2.

“Maar”, benadrukt de promovenda, “dit is zeker geen oplossing voor het probleem van de plastic soep in onze oceanen. Het is wél weer een deel van het antwoord op de vraag waar al het ‘missende plastic’ in de oceanen is gebleven.”

Speciaal plastic

Goudriaan liet speciaal voor deze experimenten plastic fabriceren met een aparte vorm van koolstof (13C) erin. Wanneer zij dat plastic na een voorbehandeling met ‘zonlicht’ – een UV-lamp – in een fles met nagemaakt zeewater aan bacteriën voerde, zag zij die bijzondere versie van koolstof als CO2 boven het water verschijnen. “De behandeling met UV-licht was nodig omdat we al weten dat zonlicht plastic deels afbreekt in voor bacteriën hapklare brokjes”, zo licht de onderzoekster toe.

Maaike Goudriaan en Helge Niemann in het lab, op Texel

Maaike Goudriaan en Helge Niemann in het lab, op Texel (Source: Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ))

Primeur

“Dit is de eerste keer dat we op deze manier hebben bewezen dat bacteriën het plastic echt verteren tot CO2 en andere moleculen”, stelt Goudriaan. Het was al wel bekend dat de bacterie Rhodococcus ruber in de natuur een zogeheten biofilm kan vormen op plastic. Er was ook al wel gemeten dat er plastic verdwijnt onder die biofilm. “Maar nu hebben we echt aangetoond dat de bacteriën de kunststof daadwerkelijk verteren”, aldus Goudriaan.

Onderschatting

Wanneer Goudriaan de afbraak van plastic tot CO2 doorrekent, schat zij dat de bacteriën ongeveer één procent van de kunststof per jaar kunnen afbreken. “Dat is waarschijnlijk een onderschatting”, voegt zij daaraan toe. “We hebben alleen de hoeveelheid koolstof-13 in CO2 gemeten, dus niet in de moleculen die daarvóór ontstaan, als afbraakproducten van het plastic. Er zal zeker 13C in verschillende andere moleculen te vinden zijn, maar het is lastig om te zeggen welk deel daarvan door het UV-licht is afgebroken en welk deel door de bacteriën is verteerd.”

Plastic deeltjes van ongeveer 2 millimeter groot

Plastic deeltjes van ongeveer 2 millimeter groot (Source: Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ))

Geen oplossing

Ook al is marien microbioloog Goudriaan erg enthousiast over de plastic-etende bacteriën, ze benadrukt dat de microbiële vertering geen oplossing is voor het enorme probleem van al het plastic dat op en in onze oceanen drijft en zweeft. “Deze experimenten zijn vooral een proof of principle, een bewijs dat het werkt. Ik zie het als één van de puzzelstukjes in het vraagstuk waar al het plastic blijft dat in de oceanen verdwijnt. Want als je alles op een rijtje zet, dan is er heel veel plastic ‘kwijt’. Vertering door bacteriën kan mogelijk een deel van de verklaring leveren.”

Van lab naar wad

Om te ontdekken of bacteriën ook ‘in het wild’ plastic eten en niet alleen in het lab, moet nog veel vervolgonderzoek worden gedaan. Goudriaan deed al enkele eerste voorzichtige proeven met echt waddenzeewater en wat sediment dat zij van de bodem had gehaald. “De eerste resultaten daarvan lijken aan te tonen dat ook in dat geval plastic wordt afgebroken”, zegt zij. “Een volgende PhD zal dat werk moeten voortzetten. Uiteindelijk hoop je natuurlijk te berekenen hoeveel plastic in de oceanen écht door bacteriën wordt afgebroken. Maar veel beter nog dan opruimen is voorkomen. En dát kunnen wij mensen alleen doen”, aldus Goudriaan.

Zonlicht pureert de plastic soep

Annalisa Delre doet onderzoek met UV-licht in het lab op Texel

Annalisa Delre doet onderzoek met UV-licht in het lab op Texel (Source: Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ))

Recentelijk heeft een Goudriaans collega Annalisa Delre gepubliceerd over zonlicht dat drijvend plastic op de oceanen langzaam afbreekt; deels tot onzichtbare, zwevende plasticdeeltjes, maar voor een ander deel ook tot stoffen die vervolgens door bacteriën helemaal kunnen worden afgebroken. Dat blijkt uit experimenten in het laboratorium van het NIOZ, op Texel.

In het jongste nummer van het Marine Pollution Bulletin becijferen promovenda Annalisa Delre en collega’s dat jaarlijks een kleine twee procent van het drijvende plastic op deze manier in de waterkolom verdwijnt. “Dat lijkt misschien weinig, maar jaar op jaar verklaart deze afbraak door zonlicht wel degelijk een flink deel van de plastic soep die we sinds de jaren vijftig kwijt zijn in de oceanen”, zegt Delre.

Meer informatie

Tekst en foto’s: Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ)