Effecten van microplastics op ondergedompelde nanofiltratie voor geavanceerde drinkwaterzuivering

Waarom kleine plasticdeeltjes in water van belang voor u zijn

Onzichtbare verontreinigingen vinden steeds vaker hun weg naar het water dat we drinken. Onder deze stoffen bevinden zich microplastics — fragmenten kleiner dan een peperkorrel — die andere verontreinigingen kunnen dragen en mogelijk gezondheidsrisicos vormen. Tegelijkertijd stappen waterbedrijven over op nieuwe filtratietechnieken om schoner leidingwater te leveren. Deze studie onderzoekt hoe een dergelijke geavanceerde filter, een ondergedompeld nanofiltratiemembraan, omgaat met zowel natuurlijke organische stoffen als toegevoegde microplastics in echt reservoirwater, en wat dat betekent voor de veiligheid en kwaliteit van drinkwater.

Een nadere blik op een nieuw type filter

Traditionele drinkwaterzuivering — coagulatie, bezinking, zandfilters en chloor — werkt in veel gevallen goed, maar laat vaak nog enige natuurlijke organische stof achter. Wanneer chloor reageert met deze restverbindingen kunnen ongewenste bijproducten ontstaan, zoals trihalomethanen, die worden geassocieerd met gezondheidszorgen. Nanofiltratie, een drukgestuurd membraanproces met zeer fijne poriën, wordt onderzocht als aanvulling of alternatief omdat het veel meer van deze organische stof kan verwijderen. In dit onderzoek testten ingenieurs een commercieel nanofiltratiemembraan (NF270 genoemd) dat direct in water uit een universiteitsreservoir in Thailand was ondergedompeld, met de vraag hoe goed het opgelost organisch materiaal kon verwijderen en hoe de prestaties veranderden wanneer microplastics aanwezig waren.

Het nabootsen van microplasticvervuiling in de praktijk

Om verontreinigd oppervlaktewater na te bootsen, voegde het team deeltjes van polyethyleentereftalaat (PET) — vergelijkbaar met die uit veelgebruikte plastic flessen — toe aan het reservoirwater in toenemende concentraties gedurende vier filtratiecycli: eerst geen, daarna lage, middelmatige en zeer hoge microplasticconcentraties. Elke cyclus liep vier dagen. Het ondergedompelde membraan werd bij relatief lage druk bedreven, en de onderzoekers maten hoe snel water doorging, hoeveel opgelost organisch koolstof en lichtabsorberende organische verbindingen werden verwijderd, en hoeveel zouten en opgeloste stoffen werden gefilterd. Ze onderzochten ook het membraanoppervlak met elektronenmicroscopie om te zien hoe microplastics en organisch materiaal zich in de loop van de tijd ophoopten.

Wat er op het membraanoppervlak gebeurt

Ondanks de toenemende microplasticbelasting bleef de waterstroom door het membraan redelijk stabiel, met slechts kleine veranderingen in flux en druk. Dit suggereert dat microplastics onder de geteste omstandigheden het systeem niet snel verstopt hebben. In plaats daarvan vormden zij samen met natuurlijke organische stof, sediment, bacterin en algen een losse "cake-laag" op het membraan. Deze laag fungeerde als een extra voorfilter en ving grotere polysaccharide-achtige stoffen en het merendeel van de microplastics zelf op. Dezelfde ophoping veranderde echter het gedrag van kleinere, mobielere organische moleculen nabij het oppervlak: hun concentratie direct bij het membraan nam toe, waardoor het voor sommige van deze moleculen gemakkelijker werd om door de porin te glippen.

Schoner water, maar veranderende chemische risicos

In het algemeen verwijderde het ondergedompelde membraan opgelost organisch materiaal zeer effectief, met een reductie van ultraviolet-absorberende verbindingen van ongeveer 90–98% en van opgelost organisch koolstof van grofweg 87% over alle testcondities. Zouten en totale opgeloste stoffen werden ook met ongeveer de helft verminderd, waardoor het gezuiverde water goed binnen de richtlijnen van de Wereldgezondheidsorganisatie bleef. Toch nam bij hogere microplasticniveaus de verwijdering van bepaalde organische componenten iets af, en werd het overgebleven organische mengsel in het gezuiverde water reactiever ten opzichte van chloor. Wanneer de onderzoekers desinfectie simuleerden, bleek het potentieel voor de vorming van trihalomethanen per eenheid overgebleven koolstof na filtratie daadwerkelijk toe te nemen, vooral wanneer microplastics aanwezig waren, ondanks dat de totale hoeveelheid organisch materiaal veel lager was.

Wat dit betekent voor toekomstige drinkwatersystemen

Voor een niet-deskundig publiek is de kernboodschap geruststellend maar genuanceerd: dit type ondergedompelde nanofiltratie kan betrouwbaar het grootste deel van natuurlijke organische stof, zouten en microplastics uit reservoirwater verwijderen, zelfs bij zware microplasticvervuiling, zonder ernstige verstopping. Tegelijkertijd kunnen de weinige organische moleculen die toch doorgaan nog steeds met chloor reageren en desinfectiebijproducten vormen, en kunnen microplastics deze neiging licht versterken door te beïnvloeden wat het membraan bereikt en wat in het permeaat achterblijft. De studie suggereert dat het combineren van nanofiltratie met zorgvuldige controle van chlorering — en op de lange termijn verbeterde membraanreiniging — een krachtige manier kan bieden om drinkwater te beschermen in een wereld waar microplasticvervuiling waarschijnlijk zal blijven toenemen.

Bronvermelding: Kaewjan, T., Sittisom, P., Fujioka, T. et al. Effects of microplastic on submerged nanofiltration for advanced drinking water treatment. Sci Rep 16, 5198 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35398-5

Trefwoorden: microplastics, drinkwaterzuivering, nanofiltratie, membraanvervuiling, desinfectiebijproducten