A mikroműanyagnak nincs általánosan elfogadott, harmonizált definíciója, jellemzően az 5 mm-nél kisebb, a környezetbe kerülő műanyagdarabokat nevezik így. Nanoműanyagnak minősül bármilyen műanyag, amely mindhárom dimenzióját tekintve az ISO (2015) definíciónak megfelelő mérettartományban van (1-100 nm), illetve a leghosszabb és legrövidebb tengely nem tér el nagymértékben (kisebb mint háromszoros). Ha nagyobb az eltérés, akkor egyéb kifejezések, pl. nanoszál alkalmazandó.

A mikro- és nanoműanyagok jellemzően nagyobb méretű műanyagok elaprózódásával jönnek létre (másodlagos műanyagok). Kialakulásuk legfőbb oka az egyre növekvő műanyagszennyezés, amely napjainkra az egyik legnagyobb környezeti problémájává vált. A világ tengereiben és óceánjaiban található műanyaghulladék nagyjából 80%-a a folyókból érkezik. Egy új tanulmány szerint a legtöbb szemetet nem a legnagyobb vízhozammal vagy vízgyűjtő területtel rendelkező folyók hordják az óceánokba, a kisebb folyók szerepe jóval nagyobb a korábban gondoltnál. A legszennyezettebb folyók jellemzően olyan területeken haladnák át, ahol nem megfelelő a hulladékgazdálkodás, nagyvárosokon folynak át, illetve gyakran a parthoz közel helyezkednek el. A tanulmány szerint az óceánokba ömlő műanyaghulladék mintegy 80%-a ázsiai folyókból érkezik.

Forrás: https://multimedia.europarl.europa.eu/en/microplastic-pollution_N01-PUB-181119-MPLAS_ev

A mikro- és nanoműanyagokat először az óceánokban és tengeri környezetben kezdték el kutatni, ma már azonban az édesvizekben, tavakban és folyókban, de a palackozott és a csapvízben is jelen vannak. Egy 2020-ban megjelent tanulmányban arról számoltak be, hogy antarktiszi jégmintákban is találtak műanyagszennyezést. A hazai vizek mikroműanyag szennyezettségéről a Wessling Hungary Kft. által végzett vizsgálatok eredményei szolgálnak információval. Bár a mikro- és nanoműanyagok hazai folyóinkban való jelenléte olyan probléma, amellyel foglalkozni kell, a hazai ivóvíz minőségére egyelőre nincs jelentős hatással, nagyrészt annak köszönhetően, hogy a hazai ivóvízbázis 94%-a felszín alatti vizekből származik, amelyek védettebbek a műanyag szennyezéssel szemben.

Egy, a Science folyóiratban megjelent tanulmány szerint a termohalin által vezérelt áramlatok képesek szabályozni a mikroműanyagok eloszlását, és olyan csomópontokat (hot spots) hozhatnak létre, ahol akár 1,9 millió darab/négyzetméter is lehet a mikroműanyag koncentráció. Ezek az áramlatok oxigént és tápanyagokat is szállítanak a vízfenék üledékének élővilága (bentosz) számára. Így feltételezhető, hogy a mélytengeri biodiverzitás csomópontjai egyúttal a mikroműanyaggal leginkább szennyezett pontok is.

Egy 2021-ben megjelent tanulmányban arra hívták fel a figyelmet, hogy a légkörben is tekintélyes mennyiségű mikroműanyag található. A részecskék akár 6 napig is a levegőben lebeghetnek, és a széláramlatok révén jelentős távolságokat tehetnek meg.

A mikroműanyagok ilyen mértékű környezeti előfordulása miatt a részecskék a táplálékláncba is bekerülnek. Számos élőlény, elsősorban tengeri állatok, halak, kagylók, rákok kapcsán számoltak be arról, hogy műanyag darabkákat találtak az élőlények tápcsatornájában. Laboratóriumi körülmények között azt is megfigyelték, hogy a mikroműanyagok képesek a tápcsatornából bejutni a keringési rendszerbe és a szövetekbe is. A mikroműanyagok az állatok tápcsatornájába jutva fizikai sérüléseket okozhatnak és gyulladásos folyamatokat válthatnak ki, szélsőséges esetekben az állat pusztulásához vezethetnek.

Emellett a mikroműanyagokból káros vegyületek is az élőlények szervezetébe szivároghatnak, például a műanyagok gyártása során használt toxikus vagy hormonháztartást zavaró anyagok (biszfenol-A, ftalátok és polibrómozott-difenil-éter égésgátlók). Szintén gondot jelent, hogy a műanyag darabkák a felületükön megköthetnek a vizekben jelen lévő egyéb szennyezőanyagokat (pl. policiklikus aromás szénhidrogének – PAH-ok, poliklórozott bifenilek, DDT) is, amelyek így a környezeti előfordulásuknál jóval koncentráltabb formában jutnak az élőlények szervezetébe. Kevésbé kutatott vegyületek, mint például a bisz(4-klór-fenil)-szulfon (BCPS) is növekvő koncentrációban mutathatók ki tengeri halakban a korábban mért eredményekhez képest, ami nagyarányú biomagnifikációra utal. 

További problémát jelent, hogy a vizekben található mikroműanyagok felszínén patogén baktériumok, vírusok is megtelepedhetnek, amelyek a mikroműanyagok elfogyasztásával bekerülhetnek a halakba és egyéb tengeri élőlényekbe, majd pedig az emberi szervezetbe is. Az erről írt tanulmány ugyanakkor hangsúlyozza, hogy ezek patogenitása, virulenciája egyelőre nem ismert, ahogy az sem tisztázott, hogy megfertőződhet-e az ember ilyen átvitel útján.

Manapság már nem csak a vízi élőlények, de szárazföldi állatok és növények kapcsán is számolnunk kell a mikroműanyag szennyezettséggel. Egy 2020-ban megjelent tanulmány számolt be arról, hogy mikroműanyagokat mutattak ki zöldségekben és gyümölcsökben. Vizsgálataik szerint az alma és a répa minták voltak a legszennyezettebbek, míg a saláták a legkevésbé. A legkisebb részecskét (1.51 μm) répában, a legnagyobbat (2.52 μm) salátában mutatták ki.

A nanoműanyagok növényekben történő felhalmozódása közvetlen ökológiai hatásokkal és következményekkel járhat a mezőgazdasági fenntarthatóság és az élelmiszer-biztonság szempontjából. Egy kísérlet során egy fűfélét (Arabidopsis thaliana) tettek ki 100 nanométernél kisebb műanyagoknak és megállapították, hogy a nanoműanyagok csökkentik a modellnövények teljes biomasszáját: a nanoműanyagoknak kitett növények kisebbek voltak és rövidebb gyökerekkel rendelkeztek, ami veszélyeztette a növények tápértékét. Ez volt az első olyan vizsgálat, amely megerősítette a nanoműanyagok beépülését és akkumulációját a szárazföldi növényekben, szövet- és molekuláris szinten, mikroszkopikus, molekuláris és genetikai megközelítések felhasználásával.

Egy 2021-es tanulmányban számoltak be arról, hogy a mézelő méhek testén is találtak mikroműanyagokat, amelyek így a mézbe is bekerülhetnek.

A mikro- és nanoműanyagok szennyezett élelmiszer fogyasztása révén az emberi tápcsatornába és szervezetbe is bekerülnek. Egy korábbi kutatás szerint egy ember megközelítőleg 5 gramm műanyagot fogyaszt el hetente, ami nagyjából egy bankkártya súlyának felel meg. Ez éves szinten negyed kiló műanyagot jelent fejenként. Egy nemzetközi tanulmány szerint a szervezetbe bevitt mikroműanyagok egyik legfőbb forrása a palackozott víz lehet. A tanulmány eredményei szerint a csak palackozott vizet fogyasztók akár 90.000 darab mikroműanyag részecskét is bevihetnek éves szinten a szervezetükbe, szemben a csak csapvizet fogyasztók által bevitt 4.000 darabbal.

Egy svéd vizsgálat, amelynek során az ivóvizek mikro- és nanoműanyag-szennyezettségét vizsgálták, kísérletet tett a kockázatbecslésre. A mikroműanyagokban felszívódó szerves szennyező anyagok és Biszfenol A (BPA) kitettséget vizsgálva arra a megállapításra jutottak, hogy a mikroműanyagokból származó teoretikus BPA kitettség elhanyagolható az EFSA által meghatározott tolerálható bevitelhez képest. A WHO is arra a következtetésre jutott, hogy a rendelkezésre álló korlátozott bizonyítékok alapján az ivóvízben lévő mikroműanyagokhoz kapcsolódó kémiai szennyezők és mikrobiális kórokozók az emberi egészségre nézve csekély aggodalomra adnak okot.

Arról, hogy a szervezetbe bevitt mikro- és nanoműanyag milyen hatással vannak a humán metabolizmusra, illetve milyen egészségügyi kockázatokat rejtenek magukban, egyelőre keveset tudunk. Bizonyos csoportok esetében a mikroműanyag szennyezésnek való kitettség nagyobb kockázatot jelenthet. Aggodalomra adhat okot az a felfedezés, hogy mikroműanyagot találtak még meg nem született csecsemők méhlepényében, mind az anya, mind a gyermek felőli oldalon, illetve a membránban is, amiben a magzat fejlődik. A részecskék hatással lehetnek a magzat fejlődésére, növekedésére. Egy, a Nature folyóiratban megjelent tanulmány szerint rengeteg mikroműanyag szabadul fel a polipropilén cumisüvegekből azok forró vízzel történő fertőtlenítése során. A kutatók hangsúlyozták, hogy nem céljuk a pánikkeltés, mivel az egészségügyi vonzatok még nem tisztázottak. Javaslatuk szerint a mikroműanyag bevitelt csökkenteni lehet, ha sterilizálást követően a cumisüveget hideg steril vízzel többször átöblítik és kerülik a túlzott rázogatást.

A mikroműanyagok állati és emberi egészségre gyakorolt hatásáról, illetve a táplálékkal bevitt műanyag szennyezés jelentőségéről egyelőre a szakértők véleménye is megoszlik. Az EFSA megállapítása szerint a lenyelt mikro- és nanoműanyagok legalább 90%-a minden gond nélkül távozik a szervezetből, a fennmaradó rész, amely jellemzően a kisebb nanorészecskéket jelenti, azonban képes megkötődni, és akár sejt szinten is felvehetődnek.

Egy spanyol tanulmány szerint, bár a vizsgált rákok többségének emésztőrendszerében kimutathatók voltak antropogén rostok, amik sok esetben csomóvá álltak össze az állatok gyomrában, ugyanakkor az állatok egészségesnek tűntek és jelentős szövettani elváltozásokat sem találtak. A kutatók így arra következtetésre jutottak, hogy a rákok elfogyasztása nem jelent komoly kockázatot az emberek egészségére, részben, mert a rákok azon részeit, amelyekben a mikroműanyagok többsége megtalálható, jellemzően nem fogyasztjuk el, másrészt mert más forrásokból sokkal jelentősebb bevitelnek vagyunk kitéve.

Az élelmiszerek mellett más módon, például belélegzés útján is bejuthatnak a szervezetbe mikro- és nanoműanyagok. Habár kozmetikumokban, krémekben is megtalálhatók a kis műanyag részecskék, a bőrön keresztüli átvitelre egyelőre nem találtak bizonyítékot.

A témát illetően számos bizonytalansággal és megválaszolatlan kérdéssel találjuk szemben magunkat. A mai ismeretek nem elegendőek egy “hagyományos kockázatbecslés” elvégzéséhez, beleértve azt is, hogy mekkora mikro- és nanoműanyag-bevitelt lehet elfogadónak tekinteni. A témához kapcsolódóan eddig nem készültek megfelelő állatkísérletek sem, amelyek eredményeit felhasználhatnánk. A tengeri élőlényeket ugyan már többen tanulmányozták, azonban nagyon eltérő hatásokat figyeltek meg.

Fontos lenne, hogy eddig kevésbé kutatott élelmiszerekben (pl. húsfélék, tejtermékek, zöldség, gyümölcs, feldolgozott élelmiszerek) is vizsgálják a mikro- és nanoműanyagok jelenlétét, vagy hogy olyan átfogó elemzések készüljenek, amelyek több forrásból (élelmiszer, belélegzés) származó kitettséget is figyelembe vesznek.

További vizsgálatok szükségesek annak tisztázására, hogy az emberi szervezetbe jutó mikro- és nanoműanyagok bírnak-e ténylegesen bármilyen egészségügyi következménnyel, és amennyiben igen, úgy milyen hatásmechanizmusok révén teszik azt. Azt a feltételezést, hogy a szervezetbe bejutó műanyag részecskék kölcsönhatásba léphetnek az immunrendszerrel, pl. gyulladást okozhatnak, egyelőre nem sikerült kellően alátámasztani.

A mikro- és nanoműanyagok laboratóriumi vizsgálata szintén kihívásokkal néz szembe. A vizsgálatoknak jellemzően két fő iránya van: fizikai (méret, forma és szín) és kémiai (műanyag típus). Ezek az elemzések igen összetettek, amelyek során extrakciós, izolálási, azonosítási és kvantifikációs technikákat is alkalmaznak. Jelenleg többféle analitikai módszert is használnak a kutatók a mikro- és nanoműanyagok jellemzésére, kvantifikálására, így a keletkezett eredmények sokszor nem összevethetők egymással. Ezért fontos lenne, hogy a mikro- és nanoműanyagok felderítésére, azonosítására és számszerűsítésére vonatkozóan nemzetközileg is elfogadott és validált, szabványos protokollokat dolgozzanak ki.

A mikro- és nanoműanyagokkal kapcsolatos módszertani kihívások megoldásához és a még nyitott kérdések megválaszolásához további vizsgálatokra és módszertani fejlesztésekre van szükség. Amíg nem sikerül a tudásbeli hiányokat kitölteni, várhatóan kutatási prioritás marad a mikro- és nanoműanyagok kérdésköre, így érdemes lehet ilyen témájú kutatásokba bekapcsolódni a téma iránt érdeklődő szakembereknek, fiatal kutatóknak.

Frissítések

Már az emberi tüdőben és vérben is kimutattak mikroműanyagot

Már élő emberek tüdejében is kimutattak mikroműanyag részecskéket.

Először mutattak ki mikroműanyag-szennyezést az emberi vérben, a tudósok a vizsgált emberek közel 80 százalékában (22 mintából 17-ben) találták meg a részecskéket. A minták fele PET-műanyagot tartalmazott, amiből jellemzően italos palackokat készítenek, a harmadukban polisztirol volt, amit élelmiszerek és egyéb termékek csomagolására használnak, a negyedükben polietilént találtak, ami a műanyag zacskók előállításában játszik szerepet. A mikroműanyagok emberi egészségre gyakorolt hatása továbbra sem tisztázott, azonban aggodalomra adhat okot, hogy a részecskék bárhova eljuthatnak a testben és megtapadhatnak a szervekben. A kutatók szerint a témában további vizsgálatokra van szükség, pl. növelni kell a minták méretét és a vizsgált polimerek számát stb.

Az anyatejben is megjelent a mikroműanyag

A placenta után az anyatejben is kimutatták a mikroműanyagok jelenlétét olasz tudósok. Az új kutatásban 34 egészséges anya anyatejét vizsgálták egy héttel a szülés után, amelyek 75%-ban mutattak ki különböző mikroműanyagokat: polietilént, PVC-t és polipropilént. 

A kutatók nem találtak összefüggést az anyatejből kimutatott mikroműanyagok jelenléte és aközött, hogy a vizsgált alanyok milyen testápolási termékeket használtak, milyen műanyag csomagolású ételeket és italokat vagy milyen tengeri eredetű ételeket fogyasztottak a szülést megelőző és követő 7 napban. Ez arra enged következtetni, hogy a mikroműanyagok széleskörű jelenléte miatt a részecskéknek való kitettség elkerülhetetlen és lehetetlen elkülöníteni egy konkrét forrást az összetett expozíciók közül.

A mikroműanyag-expozíció mértéke és az emberi egészségre gyakorolt hatások

Több közelmúltbeli tudományos tanulmány értékelte a műanyag részecskéknek való emberi kitettséget és elemezte a lehetséges kapcsolódó egészségügyi hatásokat.

Chen és munkatársai szerint az eldobható poharakból kibocsátott mikroműanyag résecskék mennyisége 1.000-5.000 részecske/l között mozog.

Zhou és munkatársai úgy becsülték, hogy négy-ötnaponta egy műanyag pohárból való ivás évente 37.613 – 89.294 mikroműanyag részecske felvételéhez vezethet.

Zha és munkatársai arra a megállapításra jutottak, hogy az eldobható műanyag edényekből történő alkalmi és gyakori fogyasztás a bél- és szájüregi mikrobióta összetételének, szerkezetének és működési útvonalainak megváltozását okozhatja, ami gasztrointesztinális diszfunkciót és köhögést eredményezhet.

Tavelli és munkatársai egy áttekintő tanulmányban foglalkoztak a műanyag részecskék felülethez tapadó és a részecskékkel együtt az élelmiszerekbe kerülő kórokozó baktériumokkal. Tudásbeli hiányosságokat vagy nem meggyőző eredményeket azonosítottak a mikrobiális toxinok műanyag részecskékhez való kötődésével, valamint a mikroműanyagnak a mikrobák virulenciájára és evolúciójára gyakorolt hatásával kapcsolatban. Összességében a szerzők arra a következtetésre jutottak, hogy az élelmiszerekben található, biofilmmel bevont mikroműanyagok számos kockázatot jelenthetnek az élelmiszerbiztonságra nézve, azonban további kutatásokra van szükség ahhoz, hogy meghatározzák az emberi egészségre gyakorolt hatásuk mértékét.

Egy áttekintő tanulmány szerint a mikroműanyagok már abban a mennyiségben is károsítják az emberi sejteket, amennyi a különböző élelmiszerekkel együtt bekerül a szervezetbe. Az elemzésbe bevont kutatások eredményei alapján a mikroműanyagok kedvezőtlen hatásai között szerepelnek például az allergiás reakciók, a sejtfalak károsodása vagy épp a sejthalál. Fontos kiemelni, hogy a kutatók in vitro toxikológiai vizsgálatok eredményei alapján jutottak erre a következtetésre, miután humán epidemiológiai adatok egyelőre nem állnak rendelkezésre.

A FAO új kiadványa, melynek címe: Mikroműanyagok az élelmiszerekben – Élelmiszerbiztonsági áttekintés az emberi expozícióról az étrendi forrásokon keresztül, ismerteti a mikroműanyagok és a hozzájuk kapcsolódó szennyező anyagok élelmiszerekben való előfordulásáról szóló meglévő szakirodalmat. Emellett megbecsüli a fogyasztók ezen anyagoknak való étrendi expozícióját; rávilágít néhány tudásbeli hiányosságra a közegészségügy szempontjából való jelentőségüket illetően; és ajánlásokat tesz a mikroműanyag-részecskékkel kapcsolatos jövőbeli munkára az élelmiszerbiztonsági irányítás támogatása érdekében.

Mikroműanyagok a talajban és növényekben

A mikroműanyagokat újonnan megjelenő, tartósan megmaradó szennyező anyagként azonosították, amelyek széles körben jelen vannak az ökoszisztémákban. A mezőgazdasági talajokban mért értékek a száraz kilogrammonkénti 10-1000 részecske között mozognak. A talajban való jelenlétük befolyásolja a talaj különböző tulajdonságait, például a levegőztetést, a víztaszító képességet és a porozitást, miközben csökkentik a talaj ömlesztett sűrűségét és az aggregátumok méretét.

A talajban élő mikroorganizmusokra is hatással lehetnek a mikroműanyagok. A szakirodalom a fajok dominanciájára, diverzitására és gazdagságára gyakorolt hatásokról számolt be, illetve kimutatták, hogy oxidatív stresszt és rendellenes génexpressziót okoznak a földigilisztákban.

A mikroműanyagok szárazföldi növényekre, különösen a termesztett növényekre gyakorolt hatása nem teljesen ismert. A mikro- és nanoműanyagok kis méretük és adszorpciós kapacitásuk miatt akadályozhatják a magok csírázását, a gyökérnyúlást, a víz- és tápanyagfelvételt, végső soron gátolva a növények növekedését. A műanyag szemcsék megtapadása és felhalmozódása oxidatív stresszt okozhat a növényekben, ami a növekedés, a táplálkozás, a fotoszintézis és a metabolitok változásához vezet. A műanyag darabkák fitotoxicitása olyan tényezők függvényében változik, mint a polimer típusa, mérete, dózisa és alakja, valamint a növény toleranciája és az expozíciós körülmények. A mikroműanyagok növényekben való felhalmozódása hatással lehet a termés termelékenységére, az élelmiszerbiztonságra és -minőségre, és potenciális egészségügyi kockázatot jelenthet.