Ken jij de mosselmat?

Case

Ken jij de mosselmat?

Bioplastic herstelt de natuur

De natuur herstellen met plastic matjes? Het zou zomaar de perfecte oplossing kunnen zijn voor aangetaste natuurgebieden die er niet meer op eigen kracht bovenop komen. Een bijzondere structuur van biologisch afbreekbaar plastic kan de natuur een flinke duw in de goede richting geven.

Tekst: Yannick Fritschy, fotografie: Sam Rentmeester

Een multipurpose materiaal om ecosystemen te herbouwen

Ralph Temmink met mosselmat

Het is een soort ecologisch kip-en-eiprobleem: veel beschadigde natuurgebieden kunnen alleen herstellen als er al natuur is. Kleine mosseltjes bijvoorbeeld, vormen alleen een nieuwe mosselbank als er iets is waar ze zich aan kunnen hechten, bij voorkeur andere mosselen. Hetzelfde probleem doet zich voor bij jonge kwelder- of laagveenplanten. Zij hebben bescherming tegen de golven nodig, omdat ze anders wegspoelen. Maar de beste bescherming is een volgroeide kwelder of een dikke rietkraag.

Of het nu mosselbanken, kwelders of veengebieden zijn, de schade aan een natuurgebied kan zo groot zijn dat het niet meer – of slechts heel langzaam – vanzelf goedkomt. Dat is niet alleen zorgelijk voor natuurliefhebbers, die graag zien dat unieke kweldervegetatie of mosselbanken behouden blijven. De afgelopen twintig jaar groeit wereldwijd het besef dat ecosystemen er niet alleen zijn om naar te kijken. Kwelders en mosselbanken dempen de klappen van de zee, en dragen zo bij aan de kustbescherming.

Reddingsoperaties

Venen leggen veel koolstof vast en remmen daarmee de opwarming van de aarde. Het herstel van natuur is dus ook een kwestie van welbegrepen eigenbelang. Landeigenaren, overheden en natuurorganisaties investeren er vermogens in. Het gaat al gauw om duizenden euro’s per hectare, tot bijna een miljoen per hectare voor koraalriffen.

De kans dat kostbare hersteloperaties goed uitpakken, is echter laag. Bij natte ecosystemen slaagt nog niet de helft van alle reddingsoperaties. Een van de redenen dat het zo vaak mislukt, is het kip en-het-ei-probleem van natuur die natuur nodig heeft om te herstellen. Om dat probleem te overwinnen, moet de natuur een duwtje in de goede richting krijgen. ‘Je wil je de natuur tijdelijk extra stimuleren’, zegt de Nijmeegse promovendus Ralph Temmink.

Lego voor de natuur

Met zijn begeleider Tjisse van der Heide werkt hij aan een nieuw materiaal dat daarbij kan helpen. Het is een soort geribbeld matje, dat zich met gaatjes en piefjes op andere matjes laat klikken. ‘Een soort lego’, aldus Van der Heide. De matjes heten BESE-elements, waarbij BESE staat voor Biodegradable EcoSystem Engineering.

Mosseltjes, jonge kwelderplanten en andere organismen kunnen zich in de matjes vestigen en vanuit die redelijk beschermde omgeving gaan werken aan de wederopbouw van hun ecosysteem. De matjes zijn gemaakt van bioplastic, door biopolymerenfabrikant Rodenburg in Oosterhout en het Duitse bedrijf Enexio. 

Het voornaamste bestanddeel is snij-afval uit patatfabrieken. De matjes gaan waarschijnlijk een jaar of vijf mee, en breken dan langzaam af. Die eigenschap is cruciaal om het te kunnen inzetten voor natuurherstel. Het afbraakproces moet niet te snel gaan, want jonge organismen moeten de tijd krijgen om zich te vestigen en uitbouwen. Maar uiteindelijk moet het materiaal volledig zijn afgebroken, zodat er geen extra vervuiling ontstaat.

Lab- en veldwerk

‘Wij gaan testen of het materiaal daadwerkelijk in vijf jaar wordt afgebroken’, zegt Van der Heide. Eind 2015 ontving hij financiering uit het Open Technologieprogramma van STW om dat onderzoek uit te voeren. Het onderzoek vindt plaats in aquaria met verschillende zout- en zuurgraden, maar ook bij een aantal experimenten in het Waddengebied en de Oosterschelde.

Hoewel de makers hopen dat de matjes uiteindelijk geschikt blijken voor de wederopbouw van allerlei verschillende ecosystemen, richt het onderzoek zich voorlopig op drie systemen waar al veel kennis over is. Twee BESE-experimenten zijn opgesteld in de Oosterschelde, en eentje bij Ameland. Op Texel zette Temmink afgelopen juni slijkgras uit, ingebed in een netwerk van het aardappelplastic. Een proef met laagveen staat voor later op de agenda.

Zowel bij de laboratoriumproeven als bij de buitenexperimenten is het de vraag of het materiaal inderdaad zo netjes afbreekt als de bedoeling is. Mocht dat tegenvallen, dan is dat technisch verder te optimaliseren, verwacht Van der Heide. Belangrijker is volgens hem de vraag of het überhaupt werkt. ‘Kunnen we dit zo ontwikkelen dat we een multipurpose materiaal hebben om ecosystemen teherbouwen?’

Biobouwers

‘Telkens gaat het om het terugbrengen van de zogeheten biobouwers’, zegt Van der Heide. Dat zijn de soorten die vaak in grote dichtheid voorkomen en daardoor hun omgeving kunnen veranderen. Ze geven hun ecosysteem vorm door bijvoorbeeld sediment bij elkaar te houden en golven te breken.

Mossels kunnen ook zulke biobouwers zijn. Liggen er eenmaal mossels op een bank, dan kunnen andere mossels zich er gemakkelijker vestigen, waarna op die mossels weer andere soorten groeien, zoals zakpijpjes en anemoontjes.

Voor waterplanten geldt hetzelfde. Als er eenmaal voldoende riet aan de oever van de venen staat, slaan golven die oever niet meer los, en hebben veel vogels een schuilplaats. Als het slijkgras de stroming in de kwelders remt, kunnen ook andere plantensoorten een plekje vinden, en kunnen vogels als de lepelaar er weer gaan broeden. Dat lukt uiteraard alleen als de biobouwers zich voldoende kunnen handhaven in het gebied om de weg vrij te maken voor de andere organismen.

Kokosvezel

‘Bij de eerste pilot-studies werkten we met ‘gewone’ plastic kratjes, zegt Van der Heide. ‘En warempel, een jaar later zaten er mosselen op. We kunnen echter moeilijk het hele wad onder het plastic zetten.’ Bij een recentere proef verwerkte hij kokosvezel tussen de BESE-matjes. ‘Die combinatie werkt als een trein.’ Ontelbaar veel mosseltjes vestigden zich tussen het witte bioplastic.

De kokos is wat ruwer dan de BESE; vermoedelijk is dat een belangrijk aspect bij het allereerste stadium van vestiging. Blijkbaar vinden baby-mossels kokosvezel leuker dan bioplastic. Het lijkt logisch om dan maar matten van kokosvezel te gebruiken. Het materiaal is ook nog eens spotgoedkoop, het groeit letterlijk aan de bomen en is biologisch afbreekbaar.

‘Dat hebben we ook gedaan’, zegt Van der Heide. ‘We hadden een kokosmat met biologisch afbreekbare pinnen vastgezet. Maar bij het opkomend tij kwam er water onder de randen, en dat trok de mat met pinnen en al uit het wad. Vervolgens hebben we met behulp van vrijwilligers en zelfs paarden vier kilometer aan geulen gegraven, om de randen onder de grond te kunnen stoppen. Een paar weken later lag de hele kokosmat onder het zand. De BESE-matjes zijn daarentegen veel hoger, dus ze raken niet overspoeld.’

Magroves en andere ecosystemen

Nog een belangrijk verschil: de dieren die zich aan de kokosmat hechtten, werden al gauw opgegeten door krabben en garnalen. In zijn proef met BESE-matjes gebeurde dat veel minder. Blijkbaar maakt de driedimensionale structuur het moeilijker voor roofdieren om bij de jonge mosseltjes te komen. Eind 2016 verwachten de biologen de eerste resultaten van hun mosselproeven.

Als die succesvol zijn, kunnen de onderzoekers hun aanpak mogelijk uitbreiden naar andere ecosystemen. ‘Misschien werkt het met koraal, zeegrasvelden en mangroves wel net zo succesvol als met mossels’, zegt Van der Heide. ‘Maar van mossels weten we al heel veel, en die andere ecosystemen zijn qua kennis nog een stap verder. Meer dan dit was nu gewoon niet te behappen.’

Dat biedt een soort digitaal bouwpakket waarin mensen zelf kunnen aangeven hoe ze hun huis willen hebben. Het programma adviseert dan over constructie, kosten, noem maar op. We hopen onze module daar over vier jaar aan te kunnen koppelen.’

Om toegankelijk te zijn voor een breder publiek, moet het programma nog wel van een gebruiksvriendelijke interface worden voorzien. ‘Dat is nooit de sterkste kant van academici,’ lacht Hofmeyer, ‘en daarom gaat De Twee Snoeken dat doen.’

Voor zichzelf ziet hij in de eventuele commercialisering van zijn werk geen rol weggelegd. ‘Ik ben niet van plan een bedrijf op te richten. Daar ben ik helemaal het type niet voor’, zegt Hofmeyer. ‘Mijn doel is tweeledig: ik hoop oprecht dat gebouwen van klein tot groot energiezuiniger en – zowel constructief als ruimtelijk – een stuk optimaler worden. Het gebruik van energie en materialen moet in een wereld met acht miljard bewoners echt omlaag. Daarnaast zou ik het heel mooi vinden als dit soort tools ook in andere ontwerpdisciplines zouden worden gebruikt, om inzicht te krijgen in ontwerpprocessen en die vervolgens te verbeteren.’

Partners in waternatuur

De biologisch afbreekbare ecosysteemmatjes zijn uitgevonden door Bureau Waardenburg in samenwerking met de Radboud Universiteit. Ze worden geproduceerd door het Duitse bedrijf Enexio en Rodenburg Biopolymers uit Oosterhout. Die ontwikkelaars betalen mee aan Van der Heides STW-project, net als een aantal potentiële klanten: Natuurmonumenten, Rijkswaterstaat en de Stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer (STOWA), het kenniscentrum van waterbeheerders. Ook het bedrijf Van Oord, één van de grootste baggeraars ter wereld, doet mee.

Dit artikel is eerder verschenen in Impact, het relatiemagazine van NWO-domein Toegepaste en Technische Wetenschappen. Bekijk het magazine Impact.


Projectinformatie

Projectnummer 14424
Type project Lopend
Startdatum 1 december 2015
Deelnemende kennisinstellingen Technische Universiteit Delft
NIOZ Koninklijk Instituut voor Zeeonderzoek
Radboud Universiteit Nijmegen
Programma Open Technologieprogramma
Vakgebied  Ecologie, populatiebiologie, vegetatiekunde

Op 1 januari 2017 zijn de activiteiten van Technologiestichting STW ondergebracht in het NWO-domein Toegepaste en Technische Wetenschappen (TTW).

Contact

Mw. R. (Roula) Dambrink MSc (Programmamedewerker) Mw. R. (Roula) Dambrink MSc (Programmamedewerker) +31 (0)30 6001309 r.dambrink@nwo.nl