Duikonderzoeken tonen de noodzaak van innovatieve afvalinzamelingsoplossingen

De bedreiging die de aanwezigheid van wereldwijd gegenereerd afval voor ons vormt, is veel groter dan we ons ooit kunnen voorstellen. De situatie is op zijn minst schrijnend, en wordt met elke dag die voorbijgaat erger. 

Rapporten suggereren dat de productie van vervaardigde chemicaliën op aarde met 40.000% is gestegen tot 400 miljoen ton in slechts één generatie. In 2023 overschreed het volume aan gevaarlijk afval 350 miljoen ton. 

Volgens een rapport uit 2021 is het probleem ernstiger in de VS, een van ‘s werelds grootste en machtigste economieën. De studie wees uit dat de VS drie keer zoveel afval produceerde als het wereldgemiddelde. 

Om statistisch specifieker te zijn, produceerde de Verenigde Staten gemiddeld 773 kg voedsel-, plastic- en gevaarlijk afval per persoon. De cijfers voor de VS waren nog zorgwekkender wanneer we ze vergeleken met die van China en India. China en India samen, ondanks dat ze meer dan 36% van de wereldbevolking uitmaken, produceren 27% van het wereldwijde gemeentelijk afval. Aan de andere kant produceren de Amerikanen drie keer zoveel afval als de inwoners van China. 

Dit probleem van in overvloed gegenereerd afval is niet beperkt tot stortplaatsen boven de grond. Een recent onderzoek – het eerste in zijn soort – maakte de wereld bewust van de gevaren van onderwater gestort afval. Het was de allereerste duiksurvey van de bodem van Lake Tahoe. En het wees op grote hoeveelheden plastic en ander afval onder het wateroppervlak. 

Eerste onderzoek in zijn soort van de bodem van Lake Tahoe

Het onderzoek werd uitgevoerd door onderzoekers van het Desert Research Institute (DRI) en het UC Davis Tahoe Environmental Research Center in samenwerking met de non-profit Clean Up the Lake. De onderzoekers bekeken nauwkeurig de soorten afval die op de bodem werden aangetroffen. De bevindingen waren als volgt: 

• Er werd gemiddeld 83 stukken plastic afval per kilometer gevonden. 
• De bodem nabij Hidden Beach en South Sand Harbour bevatte meer afval dan het gemiddelde, respectievelijk 140 items per kilometer en 124 items per kilometer. 
• Hoewel er geen enkel stuk zonder plastic afval kon worden gevonden, omvatten enkele veelvoorkomende items voedselcontainers, flessen, plastic zakken en speelgoed.
• De onderzoekers konden de zes meest voorkomende plasticsoorten identificeren uit de gevonden afvalmonsters. Dit waren polyvinylchloride (PVC), polystyreen, polyester/polyethyleentereftalaat, polyethyleen, polypropyleen en polyamide.

De kennis over de soorten plasticmonsters zou op vele manieren kunnen helpen. Volgens Julia Davidson, een undergraduate‑student die aan het project werkt: 

“We kunnen deze afvalgegevens gebruiken om te wijzen op de dominante soorten plastic en ze vergelijken met microplastics‑gegevens.” 

En Davidson’s opmerkingen brengen ons bij het nog grotere probleem van microplastics. 

Microplastics en hun schadelijke capaciteit

Microplastics verwijzen naar kleine plasticdeeltjes die minder dan 5 millimeter in diameter zijn. Ze kunnen ontstaan door de afbraak van groter plastic afval, microbeads die aanwezig zijn in persoonlijke verzorgingsproducten, of synthetische vezels die vrijkomen tijdens het wassen van kleding. Deze microplastics, vanwege hun grootte en levensduur, kunnen veel schade veroorzaken. Wilddieren kunnen ze opnemen en de giftige stoffen die ze uit de omgeving hebben geabsorbeerd overdragen aan vitale organismen, waardoor fysieke en chemische schade ontstaat. 

Microplastics en andere soorten plastic die tijdens de duiksurvey werden ontdekt, hebben daarom innovatieve afvalinzamelingsoplossingen nodig. Ze zijn alomtegenwoordig, en eenvoudige opruimacties, hoe consistent en frequent ze ook worden uitgevoerd, zullen nooit voldoende zijn om ze te verwijderen. 

Het opruimen van de onderwaterrommel is des te moeilijker omdat ze niet gemakkelijk te lokaliseren zijn en moeilijk toegankelijk. In de volgende segmenten bekijken we enkele bedrijven die specifiek werken aan het reinigen van waterwegen, meren, rivieren en oceanen. 

#1. River Cleaning 

Het bestaat uit een reeks drijvende apparaten; het River Cleaning‑systeem moet diagonaal in de rivierbedding worden geplaatst zodat het plastic afval kan onderscheppen en naar het rivieroeversgebied kan transporteren, waar speciale opslagfaciliteiten zijn geïnstalleerd. 

Er zijn twee versies van het River Cleaning‑systeem:

• River Cleaning Plastic
• River Cleaning Plastic V4.22 

De eerste versie houdt zijn verankeringsstructuur onder het waterniveau, terwijl de tweede deze boven het water houdt. De eerste is een zelfnivellerende oplossing die zich gemakkelijk kan camoufleren in de omgeving en zijn waarde bewijst in alle soorten waterwegen. De tweede biedt extra voordelen doordat hij elektriciteit kan opwekken en efficiënt kan werken in kanaalwateren. 

Over het geheel genomen zijn de oplossingen duurzaam omdat ze direct energie uit de rivierstroom halen zonder aanvullende stroom nodig te hebben. Ze hebben geen impact op het ecosysteem.  

Het River Cleaning‑systeem won de European Advanced SDG Award voor zijn bijdrage aan het behalen van de duurzame ontwikkelingsdoelen van de VN. 

Op 1 januari 2021 ontving River Cleaning een niet-gespecificeerd bedrag / niet-aandelenondersteuning van Cleantech Open. De startup heeft haar hoofdkantoor in Casola, Emilia-Romagna, Italië. 

#2. The Great Bubble Barrier

De oplossing van The Great Bubble Barrier kan plastic vangen over de volledige breedte en diepte van rivieren, zodat het niet in de oceaan terechtkomt. De oplossing heeft tot nu toe een vangstpercentage van 86% behaald. Hij kan effectief plastic verwijderen met een grootte tussen 1 millimeter en 1 meter. De oplossing heeft al deze resultaten bereikt zonder de reguliere activiteiten in de rivier te belemmeren. Hij blijft 24/7 operationeel. 

De oplossing van The Great Bubble Barrier draait om een geperforeerde buis die op de bodem van het waterlichaam wordt geplaatst, waar lucht doorheen wordt gepompt. Deze gepompte lucht genereert een scherm van bellen. Dit scherm blokkeert plastic en leidt zwevend plastic naar het oppervlak. Net als de River Cleaning‑oplossing moet ook deze diagonaal in het waterlichaam worden geplaatst om het plastic afval naar de zijkant, naar het opvangsysteem, te leiden. 

The Great Bubble Barrier voerde van januari 2018 tot mei 2018 een crowdfundingcampagne. Het haalde 55.584 euro op van 1240 supporters. Het won ook de Postcode Lotteries Green Challenge in september 2018, een van ‘s werelds grootste wedstrijden op het gebied van duurzame ondernemerschap, waarbij meer dan 800 groene startups uit de hele wereld hun duurzame businessplannen indienden. Als winnaars ontving The Great Bubble Barrier financiering en zes maanden deskundige coaching om haar zakelijke kansen te optimaliseren. 

In 2019 implementeerde The Great Bubble Barrier de eerste Bubble Barrier in een kanaal van Amsterdam, in opdracht van de Regionale Waterautoriteit Amstel, Gooi en Vecht en de gemeente Amsterdam.

#3. Ichthion

Ichthion, een Brits-Ecuadoriaanse startup, begon haar reis in 2017 vanuit de laboratoria van Imperial College, Londen. 

Momenteel bestaat het portfolio van het bedrijf uit drie technologische stromen: Azure, Cobalt en Ultramarine. Deze stromen verschillen in hun geschiktheid voor specifieke omgevingen en waterwegtypes. Ze werken echter met hetzelfde doel om macro- en microplastics te verhinderen de groeigebieden van fytoplankton in de kustzones binnen te dringen. 

We bekijken kort deze drie stromen in de volgende segmenten. 

Cobalt: Voor microplastics in rivieren en kustgebieden

Cobalt is een zelfreinigende, geleide turbomachinery‑eenheid die kan worden geïnstalleerd als een stroomopwekkende turbine of in een schip in een aangepast formaat. Het maakt gebruik van de relatieve beweging van de hostinfrastructuur om plasticvervuiling uit rivier- en mariene omgevingen te verwijderen. 

Azure: Voor macroplastics in rivieren

Dit technologische systeem werkt als een verbeterde barrière in rivieren en voorkomt dat plastic afval de mariene omgeving bereikt. De oplossing kan tot 80 ton plastic per dag uit elke rivier verzamelen. 

Ultramarine: Dynamisch systeem voor schepen

Dit systeem kan worden gemoderniseerd of geïnstalleerd in grote scheepvaartvaartuigen. Het profiteert van de schaal en efficiëntie van ramfiltervoeders die een secundaire sorteerfase bevatten. 

Ichthion was een van de winnaars van de Innovate UK‑wedstrijd genaamd “Towards Zero Waste”, waarvoor het een subsidie van $600.000 kreeg voor de ontwikkeling van haar technologieën. 

Het bedrijf voltooide ook zijn seed‑ronde in 2019. Het tekende bovendien een contract van $1 miljoen met de University of Santa Bárbara voor de inzet van zijn Azure‑technologie, volgens rapporten gepubliceerd in november 2020. Het bedrijf zocht een investering van USD 9,4 miljoen als onderdeel van zijn Series A‑ronde in dezelfde periode.

Klik hier om te leren hoe microplastics ons lichaam vervuilen.

De noodzaak van innovatieve afvalinzamelingsoplossingen en andere voorbeelden daaromheen

Met name onderwater afvalbeheer moet drastisch verbeteren. Schattingen geven aan dat er 50‑75 biljoen stukken plastic en microplastics in de oceaan aanwezig zijn. 

Bijna vier vijfde van alle mariene vervuiling wordt veroorzaakt door plastic afval, met 8‑10 miljoen metrische ton plastic die elk jaar in de oceaan terechtkomt. Elk stuk eenmalig plastic heeft tussen de 500‑1.000 jaar nodig om af te breken. Bovendien degradeert het niet. Als deze trend zich voortzet, zal er spoedig een moment komen waarop plastic zwaarder weegt dan alle vissen in de zee. 

De ernst van de situatie heeft bezorgde wereldgemeenschappen gedwongen zo efficiënt en snel mogelijk te innoveren. Naast de hierboven genoemde bedrijven heeft het World Economic Forum aandacht besteed aan meerdere andere initiatieven. We zullen afsluiten met een korte blik op enkele daarvan, omdat ze hoop en optimisme voor een schonere toekomst creëren. 

Het bedrijf Chemolex, een sociale onderneming, en Smart Villages, een non‑profit initiatief, hebben tien plasticopvangapparaten geplaatst langs de Athi‑rivier en haar zijrivieren, de Nairobi‑ en Ngong‑rivieren. Niet alleen heeft de oplossing meer dan 1.000 ton van Kenia’s waterwegen afgeleid, maar de afgeleide materialen hebben bijgedragen aan de productie van plastic omheiningpalen, bestratingsplaten, vloeren en dakbedekking voor bouwconstructies. 

De oplossing maakt gebruik van een transportsysteem, net als de Kingston Harbour‑interceptoren in Jamaica. De Jamaicaanse interceptoren, ingezet door de in Nederland gevestigde non‑profit The Ocean Cleanup, gebruiken een barrière‑ en transportsysteem om afval te stoppen en uit greppels te halen en terug naar de kust te brengen voor recycling of efficiënte verwijdering.w

Het reinigen van waterbodems van plastic heeft ook de inzet van AI aangetrokken. Bijvoorbeeld, een non‑profit uit Panama, Marea Verde, heeft een door waterwielen aangedreven afvalopvangsysteem geïnstalleerd, aangepast voor de Juan Díaz‑rivier. AI helpt het systeem het afval te categoriseren en de gegevensverzamelingsmogelijkheden te verbeteren. De oplossing heeft al meer dan twintig zakken van 1,3 kubieke meter plastic flessen verzameld. 

Terwijl oplossingen zo geavanceerd zijn geweest dat ze AI gebruiken, zijn ze ook zo simpel als gebouwd uit bamboe. De Song Hong‑rivier in Vietnam heeft plasticafvalvallen gezien met twee drijvende booms met gaas die drijvend afval naar een val leiden die aan de rivieroevers is gekoppeld. Binnen de eerste vier maanden na installatie heeft de oplossing meer dan 450 kilogram drijvend afval uit het water verwijderd. 

De diversiteit aan oplossingen geeft aan dat hoewel het probleem aanzienlijk wijdverspreid is, er veel manieren zijn om het aan te pakken. We moeten ook onthouden dat het gebrek aan recyclingfaciliteiten een andere uitdaging is die innovatieve afvalinzamelingsoplossingen moeten aanpakken. 

Een schatting zegt dat van de 8,3 miljard ton plastic die door de mensheid tot nu toe is geproduceerd, slechts 9% kan worden opgelost. In wezen moeten we oplossingen bedenken die niet alleen plastic afval vangen en voorkomen dat het onder water terechtkomt, maar ons ook helpen het te recyclen om aan veel van onze behoeften te voldoen. Deze markt van potentiële regeneratieve oplossingen was in 2020 zo groot als 3 biljoen Britse ponden. Ze zal verder groeien. 

We kunnen daarom redelijkerwijs meer investeringen in deze richting verwachten. Terwijl innovatieve startups de microkosmos van dit gebied blijven, zullen ze ook grote technologiebedrijven moeten betrekken die hun middelen kunnen investeren om de oplossingen wereldwijd in zeer korte tijd op te schalen. 

Klik hier voor de lijst van de vijf beste bioplastic bedrijven.