Mikroműanyagok – cikksorozat 2. rész

2. rész: Potenciális veszélyforrások

Sorozatunk előző részében (cikksorozat 1. rész) általános betekintést nyerhettünk a mikroműanyagok világába.

E heti cikkünk fő témája, hogy miért érdemes ennek a jelenségnek ekkora figyelmet szentelni: bemutatásra kerülnek a mikroműanyagok okozta potenciális veszélyek az ökoszisztémára és magára az emberiségre nézve.

Vajon a mikroműanyagok csak mikro-veszélyforrást jelentenek az élő szervezetek számára?

Érdemes-e egyáltalán foglalkozni velük ilyen téren?

Habár rengeteg műanyag dolgot használunk a legkülönfélébb célokra, soha nem esszük vagy isszuk meg őket. Fel kell tennünk a kérdést: Valóban nem? A válasz már nagyobb problémát takar, ugyanis egy teljesen átlagos hétköznap – onnantól kezdve, hogy reggel felkelünk, egészen odáig, hogy lefekszünk aludni – folyamatosan ki vagyunk téve különböző mikroműanyagoknak, amik bizony különböző úton-módon belekerülnek a szervezetünkbe. Ebből adódóan a kérdésre a válasz egyértelmű: igenis foglalkozni kell azokkal a lehetséges, akár káros hatásokkal, amiket a szervezetbe került apró műanyag darabkák okozhatnak. Már csak azért is, mert a közelmúltig nem igazán irányultak kutatások erre a témára, inkább az elmúlt néhány évben vált elterjedtté.

Továbbá az is nyilvánvaló, hogy amíg folyamatosan növekszik az éves műanyag előállítás és felhasználás, a mikroműanyagok okozta hatások is egyre erősebben fognak megmutatkozni, így mára szinte megkerülhetetlen, hogy komolyabban foglalkozzanak a hatásukkal, az esetleges egészségkárosító veszélyforrásokkal az élen.

Mégis hogyan és mikor jutnak be a szervezetünkbe?

A válasz roppant egyszerű és meglepő: kis túlzással bárhogy és bármikor. A műanyagok jelen vannak hétköznapi életünk gyakorlatilag minden területén. Gondoljunk csak bele: Reggel csörög az óra, ami vagy egy vekker, vagy a telefonunk: műanyag. Felkelünk, villanyt kapcsolunk: műanyag. Kávét főzünk, és még a jó öreg kotyogós fogantyúja is műanyag. Eddig pusztán egy átlagos reggeli rutin mintegy első 5 percét néztük meg, és máris láthatjuk, hogy egész egyszerűen megkerülhetetlenek ezek az anyagok az életünkben. Mint minden más anyag, ezek is kopnak a folyamatos használat során, vagyis apró darabkák válnak le a tárgy felszínéről, amivel el is érkeztünk a mikroműanyagokhoz. Belátva azt, hogy mekkora mennyiségű műanyag termékkel vesszük körül magunkat, már egyáltalán nem meglepő a tény, hogy környezetünk elég erősen szennyezett ezekkel az apró méretű műanyagdarabokkal.

Mik a levegőben található mikroműanyagok lehetséges egészségkárosító hatásai?

A fentiek után nem meglepő, hogy naponta számos, a környezetünktől függően akár több tucat vagy több száz kis darabkát is belélegezhetünk. Méretüktől függ, hogy a tüdő melyik részeire képesek eljutni. Az igazán apró szemcsék egészen mélyen képesek behatolni, ahonnan aztán nem távoznak a kilégzéssel, így szépen lassan elkezdenek felhalmozódni a tüdő mélyebb rétegeiben. Az első potenciális egészségkárosító hatást ez a felhalmozódás jelenti, ugyanis azáltal, hogy ott vannak, mint idegen anyag irritálják a tüdőt, azaz oxidatív és patológiás stresszt idéznek elő. Ez azt jelenti, hogy bár konkrétan nem lépnek reakcióba a szervezettel, mégis, mint nem oda való anyagok folyamatosan irritálják a szöveteket, ami különböző gyulladásokat, illetve akár rosszindulatú daganatokat is okozhat.

Gyakorlatilag nincs olyan, hogy csak maga a műanyag molekula alkotja a terméket, szinte mindig előfordulnak különféle adalékok, amelyek módosítják a termék tulajdonságait: például a mindennapokban alkalmazott műanyagok egy része égésgátolót tartalmaz, de gyakran színezik a terméket különböző festékekkel, pigmentekkel. Bár manapság ezek az adalékok egyre kevésbé veszélyesek (az igazán nagy veszélyt jelentőket, például a nehézfémsókat már kivonták a forgalomból), azonban még így is kétségtelen, hogy ezek az adalékok nem szerepelnek egyetlen egészségmegőrzéssel foglalkozó üzlet kínálatában sem.

További veszélyforrást jelent az, hogy különböző anyagokat, mikroorganizmusokat köthetnek meg a felületükön és sok esetben az így szervezetbe kerülő szennyeződés veszélyesebb lehet, mint maga a mikroműanyag szemcse.

1. ábra Műanyag hulladék a természetben (www.nationalgeographic.co.uk/environment/2019/04/microplastics-are-raining-down-sky)

Mik az elfogyasztott mikroműanyagok lehetséges veszélyei?

A mikroműanyagok másik útja, amin keresztül a szervezetbe kerülhetnek az a tápcsatorna, azon belül is a legjellemzőbb az, hogy folyadék útján kerülnek be az apró műanyag részecskék. Mind a vezetékes vízben, mind pedig a palackozott vizekben megtalálhatók. A vizsgálatok során kiderült, hogy míg a csapvízben leggyakrabban töredékek és szálak találhatóak, addig a palackozott vizek esetén töredékek és vékony rétegleválások a legjellemzőbbek. A legtöbbször előforduló polimer a PET (polietilén-tereftalát ) és a PP (polipropilén) volt a palackozott vizekben, míg a csapvízben PP, PET, egyéb poliészterek, PTT (politimetilén-tereftalát) és műselyem is előfordult. Sajnos az sem számít, ha a vezetékes ivóvíz olyan területről származik, ami kevésbé vagy egyáltalán nem lakott, ugyanis egyes kutatások azt erősítik meg, hogy a világon mindenhol előfordulnak műanyag darabkák az édesvizekben. A lehetséges források és a mikroműanyagok ivóvízbe és talajvízbe kerülését a 2. ábra szemlélteti.

2. ábra Mikroműanyagok lehetséges útjai a környezetben ( S. L. Wright and F. J. Kelly, “Plastic and human health : a micro issue?,” no. May, 2017.)

A tápcsatornán a szervezetbe került mikroműanyag darabkák további sorsa sok tényezőtől függ. A kisebb részek értelemszerűen könnyebben jutnak el a szervezet egyes pontjaiba. A két mikrométernél nagyobb darabok a bélrendszerben maradnak, de a szövetek mélyebb részeibe már gátolt a bejutásuk, mivel a sejtmembrán méretei ezt nem teszik lehetővé. Különböző bélrendszeri problémákkal küzdő betegeknél jelentősen nagyobb a szövetekbe bekerülő kisebb mikroműanyagok koncentrációja, ugyanis a betegséggel járó gyulladások folyamatosan rombolják a szöveteket, így növelve az átjárhatóságot. A sejtmembránon fennakadt darabkákat a nyirokrendszer szállítja el, ami miatt a nyirokrendszerben is elkezd felhalmozódni a mikroműanyag. A darabkák méretének csökkenésével egyre nagyobb a valószínűsége annak, hogy bekerülnek a keringési rendszerbe és perifériás szövetekhez is eljutnak.

A lehetséges veszélyforrások a belélegzett és a tápcsatornán keresztül a szervezetbe került mikroműanyagokkal nagyon hasonlóak, de talán ebben az esetben még jobban érvényesül az, hogy a feldolgozás során alkalmazott különböző adalékok a szervezet víztereiben, főleg a gyomor erősen savas közegében nagyobb mértékben képesek kioldódni a polimerből. Továbbá ugyanúgy probléma az idegen testként okozta irritáció és az ennek következtében kialakulni képes betegségek kockázata.

3. ábra Műanyagok a táplálékainkban (http://www.sweetsneak.com/portfolio-item/copenhagen-zoo/)

Milyen hatása lehet a mikroműanyagoknak a táplálékláncban?

Legnagyobb jelentősége a mikroműanyagok táplálékláncban történő felhalmozódásának a vízi élővilág és a talaj esetén van. Sok, kezdetben légköri szennyezőként jelenlévő mikroműanyag szemcse az ülepedés következtében természetes vizekben, tavakban, tengerekben, óceánokban válik szennyezővé. Egyes kutatási eredmények ismeretében kijelenthető, hogy a mikroműanyagok a talajban mindenütt előforduló szennyeződések, és hatással vannak a talajban élő szervezetek növekedésére, szaporodására, táplálkozására és immunrendszerére.

A mikroműanyag akár emberi, akár állati szervezetbe kerülve fel tud halmozódni, ha a méretei nem teszik lehetővé a kiürülést. A táplálékláncban minél alacsonyabb szinten, minél kisebb élőlényeknél elkezdődik ez a felhalmozódás, annál nagyobb mennyiségben jut el azokba az ételekbe, termékekbe, amelyek végső soron emberi fogyasztásra kerülnek, ahol később kifejtik a korábban már tárgyalt hatásaikat.

Végső soron elmondható, hogy az emberi szervezet van a legnagyobb mennyiségű mikroműanyag szennyezésnek kitéve, még ha sokszor csak közvetett, a táplálékláncon keresztüli úton is. Mindenképpen nagyon fontos a mikroműanyagok egészségre gyakorolt hatásának további vizsgálata, ugyanis a közeljövőben nem várható a szennyezés mértékének csökkenése. Ha figyelembe vesszük, hogy évről évre egyre csak emelkedik a keletkező műanyag hulladék mennyisége is, biztosra vehető, hogy a különböző szférákban megtalálható szennyezés mértéke is növekedni fog.

Sorozatunk következő részében az Anyagvizsgáló csapata részletesen foglalkozik vele, hogy a mikroműanyagok hol és milyen formában fordulnak elő az ökoszisztémában és ezáltal a mindennapi táplálékainkban.

 

Felhasznált források:

Borítókép forrása:http://www.sweetsneak.com/portfolio-item/copenhagen-zoo/

1. Yan et al., “Microplastic abundance, distribution and composition in the Pearl River along Guangzhou city and Pearl River estuary, China,” Chemosphere, vol. 217, pp. 879–886, 2019, doi: 10.1016/j.chemosphere.2018.11.093.
2. S. Auta, C. U. Emenike, and S. H. Fauziah, “Distribution and importance of microplastics in the marine environmentA review of the sources, fate, effects, and potential solutions,” Environ. Int., vol. 102, pp. 165–176, 2017, doi: 10.1016/j.envint.2017.02.013.
3. Li et al., “Airborne fiber particles: Types, size and concentration observed in Beijing,” Sci. Total Environ., vol. 705, p. 135967, 2020, doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.135967.
4. Chen, Q. Feng, and J. Wang, “Mini-review of microplastics in the atmosphere and their risks to humans,” Sci. Total Environ., vol. 703, p. 135504, 2020, doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.135504.
5. Rezania et al., “Microplastics pollution in di ff erent aquatic environments and biota : A review of recent studies,” vol. 133, no. March, pp. 191–208, 2018, doi: 10.1016/j.marpolbul.2018.05.022.
6. Dris, J. Gasperi, M. Saad, C. Mirande, and B. Tassin, “Synthetic fibers in atmospheric fallout: A source of microplastics in the environment?,” Mar. Pollut. Bull., vol. 104, no. 1–2, pp. 290–293, 2016, doi: 10.1016/j.marpolbul.2016.01.006.
7. Dris, J. Gasperi, V. Rocher, M. Saad, N. Renault, and B. Tassin, “Microplastic contamination in an urban area: A case study in Greater Paris,” Environ. Chem., vol. 12, no. 5, pp. 592–599, 2015, doi: 10.1071/EN14167.
8. Dris et al., “A first overview of textile fibers, including microplastics, in indoor and outdoor environments,” Environ. Pollut., vol. 221, no. May 2018, pp. 453–458, 2017, doi: 10.1016/j.envpol.2016.12.013.
9. Peng, J. Wang, and L. Cai, “Current understanding of microplastics in the environment: Occurrence, fate, risks, and what we should do,” Integr. Environ. Assess. Manag., vol. 13, no. 3, pp. 476–482, 2017, doi: 10.1002/ieam.1912.
10. A. Koelmans, E. Besseling, A. Wegner, and E. M. Foekema, “Plastic as a carrier of POPs to aquatic organisms: A model analysis,” Environ. Sci. Technol., vol. 47, no. 14, pp. 7812–7820, 2013, doi: 10.1021/es401169n.
11. Zhang, Y. Leng, X. Liu, K. Huang, and J. Wang, “Microplastics ’ Pollution and Risk Assessment in an Urban River : A Case Study in the Yongjiang River , Nanning City , South China,” Expo. Heal., no. 0123456789, 2019, doi: 10.1007/s12403-018-00296-3.
12. L. Wright, R. C. Thompson, and T. S. Galloway, “The physical impacts of microplastics on marine organisms : A review,” Environ. Pollut., vol. 178, pp. 483–492, 2013, doi: 10.1016/j.envpol.2013.02.031.
13. J. Anderson, S. Warrack, V. Langen, J. K. Challis, M. L. Hanson, and M. D. Rennie, “Microplastic contamination in Lake Winnipeg, Canada,” Environ. Pollut., vol. 225, pp. 223–231, 2017, doi: 10.1016/j.envpol.2017.02.072.
14. Di and J. Wang, “Microplastics in surface waters and sediments of the Three Gorges Reservoir, China,” Sci. Total Environ., vol. 616–617, pp. 1620–1627, 2018, doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.10.150.
15. M. Free, O. P. Jensen, S. A. Mason, M. Eriksen, N. J. Williamson, and B. Boldgiv, “High-levels of microplastic pollution in a large, remote, mountain lake,” Mar. Pollut. Bull., vol. 85, no. 1, pp. 156–163, 2014, doi: 10.1016/j.marpolbul.2014.06.001.
16. Bouwmeester, P. C. H. Hollman, and R. J. B. Peters, “Potential Health Impact of Environmentally Released Micro- and Nanoplastics in the Human Food Production Chain: Experiences from Bouwmeester, H., Hollman, P. C. H., & Peters, R. J. B. (2015). Potential Health Impact of Environmentally Released Micro- and ,” Environ. Sci. Technol., vol. 49, no. 15, pp. 8932–8947, 2015, doi: 10.1021/acs.est.5b01090.
17. Schmidt et al., “Nano- and microscaled particles for drug targeting to inflamed intestinal mucosa – A first in vivo study in human patients,” J. Control. Release, vol. 165, no. 2, pp. 139–145, 2013, doi: 10.1016/j.jconrel.2012.10.019.
18. A. de Souza Machado, W. Kloas, C. Zarfl, S. Hempel, and M. C. Rillig, “Microplastics as an emerging threat to terrestrial ecosystems,” Glob. Chang. Biol., vol. 24, no. 4, pp. 1405–1416, 2018, doi: 10.1111/gcb.14020.
19. Eriksen et al., “Plastic Pollution in the World ’ s Oceans : More than 5 Trillion Plastic Pieces Weighing over 250 , 000 Tons Afloat at Sea,” pp. 1–15, 2014, doi: 10.1371/journal.pone.0111913.
20. A. Horton, A. Walton, D. J. Spurgeon, E. Lahive, and C. Svendsen, “Microplastics in freshwater and terrestrial environments: Evaluating the current understanding to identify the knowledge gaps and future research priorities,” Sci. Total Environ., vol. 586, pp. 127–141, 2017, doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.01.190.
21. S. Zhang and Y. F. Liu, “The distribution of microplastics in soil aggregate fractions in southwestern China,” Sci. Total Environ., vol. 642, pp. 12–20, 2018, doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.06.004.
22. Huerta Lwanga et al., “Microplastics in the Terrestrial Ecosystem: Implications for Lumbricus terrestris (Oligochaeta, Lumbricidae),” Environ. Sci. Technol., vol. 50, no. 5, pp. 2685–2691, 2016, doi: 10.1021/acs.est.5b05478.
23. K. Zhu, Y. M. Fang, D. Zhu, P. Christie, X. Ke, and Y. G. Zhu, “Exposure to nanoplastics disturbs the gut microbiome in the soil oligochaete Enchytraeus crypticus,” Environ. Pollut., vol. 239, pp. 408–415, 2018, doi: 10.1016/j.envpol.2018.04.017.