Mikro- és nanoműanyagok
Egyre több hír jelenik meg napjainkban a mikro- és nanoműanyagokkal kapcsolatban, amelyek az elmúlt évtizedben a tudományos érdeklődés középpontjába kerültek.

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.

Kredit: Dr. Marcus Eriksen  <a rel=

Kredit: Dr. Marcus Eriksen, 5 Gyres Institute

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.

Egy áttekintő tanulmány szerint ugyanakkor 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 az 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.

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.

Frissítés:

Frissítések

Hírlevél feliratkozás