Nanoplastik w wodzie – źródła, zagrożenia i skutki

W ciągu ostatnich lat mikroplastik wdarł się do świadomości społecznej jako szczególnie niebezpieczny skutek uzależnienia naszej cywilizacji od plastiku. Naukowcy i organizacje zajmujące się zdrowiem alarmują jednak, że może on stanowić zaledwie czubek góry lodowej. W tym artykule dowiesz się, czym jest nanoplastik, jaki jest jego wpływ na zdrowie i czy istnieją realne sposoby jego ograniczenia.

Pojęcie nanoplastiku odnosi się do mikroskopijnych cząstek tworzyw sztucznych o wielkości mniejszej niż 100 nanometrów, czyli długości mniejszej niż 1/100 szerokości ludzkiego włosa. Powstają one w wyniku degradacji większych plastikowych odpadów, głównie podczas rozkładu mikroplastiku. Proces ten ma miejsce przede wszystkim pod wpływem światła UV, temperatury i działania mikroorganizmów.

Główną cechą nanoplastiku jest jego ogromny stosunek powierzchni do objętości, co czyni go niezwykle reaktywnym. Dzięki temu zdolny jest do wiązania się z różnorodnymi substancjami chemicznymi, w tym metalami ciężkimi, pestycydami i zanieczyszczeniami organicznymi. Działa on więc jak nośnik toksyn, które mogą w ten sposób przemieszczać się na znaczne odległości.

Nanoplastik różni się od mikroplastiku także dynamiką oddziaływań. Z powodu swoich niewielkich rozmiarów bardzo łatwo przenika przez membrany biologiczne, a jego powierzchnia może ulegać modyfikacjom w środowisku. Obecność tych cząstek w ekosystemach otwiera nowy rozdział w badaniach nad zanieczyszczeniem środowiska i medycynie, stawiając przed nauką pytania o ich pełne właściwości i potencjalne konsekwencje.

Sprawdź artykuł: Mikroplastik w wodzie butelkowanej

Nanoplastik trafia do środowiska na wiele sposobów – i większość z nich jest wynikiem codziennej działalności człowieka. Jednym z głównych źródeł jest degradacja większych plastikowych odpadów. Pod wpływem promieniowania UV, soli morskiej, czy zmian temperatury, opakowania, butelki i foliowe torby podlegają stopniowemu rozkładowi, najpierw na mikroplastik i w końcu na nanoplastik.

Kolejnym istotnym źródłem są produkty zawierające plastikowe dodatki. Chodzi tu o kosmetyki, farby i detergenty, w których również stosuje się niewielkie domieszki plastiku. Pomimo coraz ostrzejszych regulacji, ograniczających użycie mikrokulek w tego typu produktach, nadal mają one duży procentowy udział w emisji.

Znaczącą rolę w generowaniu mikroplastiku odgrywa również odzież syntetyczna, zwłaszcza ta wykonana z poliestru, nylonu i akrylu. Każde pranie uwalnia mikroskopijne włókna do wody, które trudno wychwycić w oczyszczalniach ścieków. W następstwie trafiają one do wód powierzchniowych, gleb oraz wody pitnej.

Innym istotnym – choć mniej oczywistym – źródłem jest ścieranie się opon pojazdów. Materiały gumowe, zawierające polimery, ulegają stopniowej erozji podczas jazdy, uwalniając nanoplastik do otoczenia. Część z nich osiada w glebie, a inne trafiają do powietrza i wód opadowych.

Emisja nanoplastiku jest także wynikiem różnych procesów przemysłowych, takich jak produkcja tworzyw sztucznych, recykling oraz spalanie odpadów. Ostatecznie więc zjawisko jest bardzo złożone i skrajnie trudne do zatrzymania.

Niestety liczne badania naukowe wskazują, że nawet produkty uważane za bezpieczne i czyste mogą zawierać znaczne ilości mikroskopijnych cząstek tworzyw sztucznych. W badaniu przeprowadzonym w 2018 roku na Uniwersytecie Columbia naukowcy przeanalizowali wodę butelkowaną trzech popularnych marek, dostępnych na rynku amerykańskim. Okazało się, że na litr każdej z nich przypadało od 110 do 370 tysięcy cząstek plastiku, z czego aż 90% stanowiły nanoplastiki. Problem ten dotyczył zarówno wód gazowanych, jak i niegazowanych, niezależnie od ceny.

Jeszcze bardziej niepokojące wyniki przyniosło najnowsze badanie, opublikowane na łamach ,,Proceedings of the National Academy of Sciences”. Używając zaawansowanej techniki mikroskopii ze stymulowanym rozproszeniem Ramana, naukowcy odkryli, że w jednym litrze butelkowanej wody może znajdować się średnio 240 tysięcy cząstek nanoplastiku. Analiza chemiczna ujawniła, że zidentyfikowane siedem rodzajów tych tworzyw stanowiło jedynie ok. 10% wszystkich cząstek. Oznacza to, że ich rzeczywista liczba może sięgać… dziesiątek milionów.

Nanoplastik trafia do wody zarówno w trakcie procesu butelkowania w fabrykach, jak i poprzez wspomnianą degradację wewnętrznej warstwy plastikowych butelek. Obecnie nie ma jednoznaczniej odpowiedzi na to, czy istnieją sposoby na ograniczenie tego zjawiska, poza całkowitą rezygnacją z zakupu lub kupowaniem jej wyłącznie w szklanych butelkach.

Ze względu na swoje mikroskopijne rozmiary nanoplastik z łatwością przenika do organizmu przez układ pokarmowy i oddechowy, a następnie dostaje się do krwiobiegu, docierając do serca, mózgu i innych narządów. Najnowsze badania sugerują, że cząstki te mogą przekraczać barierę krew-mózg i przedostawać się do łożyska, co oznacza potencjalne narażenie rozwijającego się płodu na ich działanie.

Po wniknięciu do organizmu nanoplastik może zostać otoczony przez tzw. koronę białkową, czyli strukturę złożoną z białek, osadzających się na jego powierzchni. Taka interakcja może modyfikować właściwości powierzchniowe nanocząstek, prowadząc do zmiany funkcji białek. To w konsekwencji może zwiększać toksyczność wchłoniętego nanoplastiku.

Choć pełne skutki zdrowotne nanoplastiku nie są jeszcze w pełni poznane, badania na modelach zwierzęcych już teraz dostarczają niepokojących danych. U myszy ekspozycja na cząsteczki zwiększała ryzyko rozwoju choroby Parkinsona, zakłócała rozwój płodu i prowadziła do akumulacji nanoplastiku w mózgu. Istnieją ponadto dowody na to, że może on powodować zaburzenia hormonalne i neurologiczne, prowadzić do powstania zmian nowotworowych i sprzyjać występowaniu stresu oksydacyjnego, uszkadzając komórki i tkanki. Najnowsze analizy naukowców sugerują ponadto, że nanoplastik może zmniejszać skuteczność antybiotyków.

Pamiętajmy, że nanoplastik może być nośnikiem dla metali ciężkich i zanieczyszczeń organicznych. W ten sposób zwiększa się ich biodostępność oraz potencjalny toksyczny wpływ na organizm. Pełna szkodliwość tych najmniejszych cząsteczek plastiku jest obecnie stale badana przez naukowców i lekarzy.

Łatwość przenikania nanoplastiku do ekosystemów wodnych i lądowych to jedno z jego największych zagrożeń. Po pierwsze, w wyniku opisanego już procesu zwiększania biodostępności innych szkodliwych związków, jego cząstki mogą prowadzić do zjawiska bioakumulacji toksyn w łańcuchu pokarmowym, co może skutkować zaburzeniami fizjologicznymi u ryb i innych organizmów morskich.

W ekosystemach lądowych nanoplastik wpływa na jakość gleby, oddziałuje na mikroorganizmy glebowe oraz rośliny. To z kolei może prowadzić do zaburzeń w procesach biochemicznych, wpływając negatywnie na wzrost i rozwój roślinności, a co za tym idzie – plonów rolnych.  

Nanoplastik może być z łatwością transportowany na duże odległości przez wiatr i wodę, kumulując się nawet w odległych i pozornie nietkniętych przez człowieka ekosystemach. Badania przeprowadzone przez niemieckich naukowców wykazały jego obecność w różnych miejscach Arktyki. Inne ekspedycje potwierdziły z kolei wykrycie nanoplastików na dnie morskim.

Ograniczenie narażenia na nanoplastik, choć trudne, jest po części możliwe poprzez świadome wybory i zmiany codziennych nawyków. Jednym z kluczowych kroków jest unikanie produktów spożywczych sprzedawanych w plastikowych opakowaniach. W miarę możliwości staraj się wybierać żywność przechowywaną w szkle, papierze lub innych, bardziej neutralnych dla środowiska i zdrowia materiałach.

Najlepszą alternatywę dla wody butelkowanej stanowią oczywiście filtry do wody, w tym przypadku wyposażone w system odwróconej osmozy. Tylko tego typu membrany są bowiem w stanie usuwać cząsteczki o wielkości poniżej wspomnianych 100 nanometrów (0,1 mikrona). Oczywiście musimy mieć na uwadze, że ich skuteczność w tym zakresie może nie być tak wysoka, jak w przypadku mikroplastików, które są usuwane z dokładnością przekraczającą 99,99%.

Poniżej prezentujemy inne metody ograniczenia kontaktu z nanoplastikiem, które warto – przynajmniej częściowo – wdrożyć w swoją codzienność:

• zrezygnuj z ubrań wykonanych z tworzyw sztucznych, takich jak poliester, czy nylon. Zastąp je naturalnymi tkaninami, np. bawełną lub lnem,
• zredukuj spożycie przetworzonych produktów. Mają one kontakt z tworzywami sztucznymi na różnych etapach produkcji,
• unikaj kosmetyków zawierających mikrodrobinki plastiku, takich jak niektóre peelingi i pasty do zębów. Postaw na naturalne składniki,
• minimalizuj użycie plastikowych naczyń i sztućców. Jeśli z jakichś powodów – np. na imprezach – nie możesz korzystać z naczyń szklanych, poszukaj zamienników jednorazowych z papieru.