Monitoring van zwerfafval in de waterkolom

Hoe werkt de techniek?

Om plastic in de waterkolom te meten, vangen we het af met speciaal ontwikkelde netten, zogenoemde kor-netten. Deze netten zijn 4 meter breed, 1 meter hoog en hebben een maaswijdte van 6 millimeter. Met behulp van een kraan worden de netten vanaf een meetschip in de waterkolom geplaatst.

Op iedere meetlocatie bemonsteren we op twee dieptes: aan het wateroppervlak en halverwege de waterkolom. Daarnaast meten we op twee posities over de rivierbreedte, namelijk nabij de linker- en rechteroever. Voor elke combinatie van diepte en breedte nemen we acht monsters. In totaal verzamelen we daardoor 32 monsters per meetlocatie.

Voor één monster blijft het net gedurende 40 minuten in het water hangen. Het schip ligt daarbij stil, terwijl de stroming water door het net voert. Drijvend en zwevend zwerfafval blijft in het net achter. Omdat het schip niet vaart, kunnen vissen eenvoudig uit het net zwemmen, waardoor er vrijwel geen bijvangst optreedt.

Na 40 minuten wordt het net opgehaald en geleegd. De vangst bestaat voornamelijk uit organisch materiaal, zoals bladeren en takjes, vermengd met zwerfafval. In het laboratorium wordt het zwerfafval daarom handmatig van het organische materiaal gescheiden.

Vervolgens categoriseren we het afval volgens de OSPAR-categorieënlijst, een internationale standaard met meer dan 100 verschillende afvalcategorieën, waaronder plastic flessen, snoepverpakkingen en vapes. Naast het aantal en type afval bepalen we ook het totale gewicht en de afmetingen van ieder aangetroffen voorwerp.

De netten zijn uitgerust met sensoren die registreren hoeveel water door het net is gestroomd. Door deze gegevens te combineren met de hoeveelheid gevangen zwerfafval kunnen we de concentratie afval in de waterkolom berekenen. Deze concentraties gebruiken we vervolgens om te schatten hoeveel zwerfafval door de rivier wordt getransporteerd.

Waar en wanneer voeren we de metingen uit?

De waterkolommetingen worden uitgevoerd op vijf locaties langs de Rijn, Maas en IJssel.

Twee meetlocaties bevinden zich op plaatsen waar de Rijn en Maas Nederland binnenstromen: Lobith en Eijsden. Daarnaast meten we op drie locaties die zo dicht mogelijk bij de riviermondingen liggen, maar nog niet worden beïnvloed door getijdenstroming: Lith, Werkendam en Kampen.

Door zowel aan de landsgrenzen als stroomafwaarts in het riviersysteem te meten, krijgen we inzicht in de hoeveelheid plastic die Nederland binnenkomt, wordt getransporteerd en uiteindelijk richting zee stroomt.

Plastic detecteren met ADCP-sensoren

Naast de netmetingen voeren we ook pilots uit waarin we onderzoeken of ADCP-sensoren (Acoustic Doppler Current Profiler) kunnen worden ingezet voor het detecteren van zwerfafval in de waterkolom.

ADCP-sensoren zenden geluidsgolven uit en meten de weerkaatsing daarvan op deeltjes en objecten in het water. Deze techniek wordt al veel gebruikt om stroomsnelheden te meten en informatie te verzamelen over sediment en vis in de waterkolom.

Binnen een door NWO gefinancierd onderzoeksproject onderzoeken we of deze sensoren ook kunnen worden gebruikt om zwerfafval automatisch te detecteren. Dit onderzoek voeren we uit in samenwerking met Wageningen University & Research, Deltares, The Ocean Cleanup, HKV lijn in water en Nortek.

Als deze techniek succesvol blijkt, kan zij in de toekomst een waardevolle aanvulling vormen op de bestaande meetmethoden. Omdat ADCP-sensoren continu meten, bieden zij de mogelijkheid om de hoeveelheid zwerfafval in rivieren vaker en op grotere schaal te monitoren dan met handmatige bemonsteringen mogelijk is.

Verdere ontwikkelingen voor het meten van zwerfafval in rivieren

Naast de gevalideerde meetmethoden voor zwerfafval op het wateroppervlak, de oevers en in de waterkolom, voeren we diverse onderzoeks- en innovatieprojecten uit om onze kennis van zwerfafval in rivieren verder te vergroten.

Zo ontwikkelen we nieuwe methoden om zwerfafval op andere locaties in het riviersysteem te meten, bouwen we modellen om het transport van zwerfafval beter te begrijpen en testen we nieuwe technologieën die bestaande monitoringsmethoden kunnen aanvullen of verbeteren.

Ontwikkelen meettechniek zwerfafval in de waterbodem

Niet alle kunststoffen blijven drijven. Sommige soorten plastic hebben een hogere dichtheid dan water en zinken direct naar de waterbodem. Daarnaast kunnen natuurlijke processen ervoor zorgen dat aanvankelijk drijvend afval uiteindelijk zinkt. Zo kunnen organismen zich aan het afval hechten (biofouling), of kan sediment zich ophopen op het oppervlak van het afval.

Om een compleet beeld te krijgen van zwerfafval in rivieren, is het daarom belangrijk om ook de hoeveelheid afval op de waterbodem in kaart te brengen.

Daarom ontwikkelen we momenteel een meettechniek voor zwerfafval op de waterbodem. Hiervoor gebruiken we een Van Veen-happer met een inhoud van 50 liter. Op elke meetlocatie nemen we meerdere bodemmonsters. Deze monsters worden vervolgens gezeefd met een mechanische schudzeef, zodat het zwerfafval kan worden gescheiden van het bodemmateriaal.

Het bodemmateriaal wordt teruggebracht in de rivier, terwijl de aangetroffen afvaldeeltjes in het laboratorium worden geanalyseerd volgens de OSPAR-methodiek. Daarbij bepalen we onder andere het type, aantal en gewicht van het aangetroffen afval.

Deze meetmethode bevindt zich momenteel nog in de pilotfase. Zodra meer resultaten beschikbaar zijn, delen we deze op deze website.

Meer informatie hierover staat in het rapport Rapportage pilot bemonstertechniek zwerfafval in de waterbodem | Rijksoverheid.nl

Ontwikkelen model zwerfafval transport

Metingen vormen de basis van ons inzicht in zwerfafval, maar het is niet mogelijk om overal en op elk moment te meten. Om de perioden en locaties tussen de metingen beter te kunnen begrijpen, hebben we een model laten ontwikkelen dat het transport van zwerfafval door rivieren simuleert.