Itin maži, bet keliantys didelę grėsmę: kuo žmonijai pavojingas nanoplastikas?

Ore, vandenyje, dirvožemyje, maiste ir net žmogaus organizme – nanoplastikai vis dažniau aptinkami ten, kur jų mažiausiai tikimasi. Tad problema auga greičiau nei manyta iki šiol, o šios taršos formos poveikis kelia vis daugiau klausimų tiek mokslininkams, tiek visuomenei.

Statistika gali šokiruoti: milijonai tonų nanoplastikų aptinkami Šiaurės Atlanto vandenyne, dešimtys tūkstančių dalelių gali būti randamos plastikiniuose vandens buteliukuose. Manoma, kad maistą plastikiniuose induose kaitinant mikrobangų krosnelėje 3 minutes, iš vieno kvadratinio centimetro plastiko gali išsiskirti net iki 4 milijardų nanoplastiko dalelių.

„Nanoplastikai kaip atskira plastiko taršos kategorija mokslo lauke išryškėjo palyginus neseniai: tada, kai tapo aišku, kad mikroplastikų sąvoka nebeapima viso plastiko irimo proceso masto ir sudėtingumo.

Ilgą laiką plastiko tarša buvo siejama su matomais fragmentais ir mikroplastikais, tačiau analitinių metodų pažanga atskleidė dar smulkesnes daleles, pasižyminčias kitokiomis fizikinėmis ir biologinėmis savybėmis. Dėl šios priežasties prireikė naujo termino, leidžiančio kokybiškai aprašyti naują plastiko taršos lygmenį“, – teigia Kauno technologijos universiteto Cheminės technologijos fakulteto (KTU CTF) profesorius Linas Kliučininkas.

Vis dar nėra vieningo apibrėžimo

Terminas „nanoplastikas“ mokslinėje literatūroje pradėjo įsitvirtinti apie 2010–2011 metus, kai augantis mokslininkų susidomėjimas submikroninių plastiko dalelių paplitimu aplinkoje paskatino eksperimentinius tyrimus.

„2011 m. tyrėjas Anthony Andrady integravo nanoplastikų sąvoką į oficialią plastikų nomenklatūros sistemą, taip suteikdamas terminui konceptualų pagrindą. Vėlesniais metais, ypač 2018–2019 m., suintensyvėjo pastangos standartizuoti šio termino apibrėžimą. Tuo laikotarpiu nanoplastikai pradėti apibrėžti kaip netyčia susidariusios, koloidinėmis savybėmis pasižyminčios polimerinių medžiagų dalelės, kurių dydis svyruoja nuo 1 iki 1000 nanometrų“, – pasakoja L. Kliučininkas.

Nepaisant to, kad terminas vartojamas jau daugiau nei penkiolika metų, iki šiol nėra vieningo ir visuotinai pripažinto nanoplastikų apibrėžimo, o skirtinguose tyrimuose taikomi šiek tiek skirtingi dydžio ir savybių kriterijai.

„Nanoplastikų tyrimai dažniausiai atliekami kartu su mikroplastikų tyrimais, nes abi šios dalelių grupės yra to paties plastiko irimo proceso skirtingos stadijos. Aplinkoje didesni plastiko gaminiai palaipsniui skyla į mikroplastikus, o šiems toliau yrant susidaro nanoplastikai, kurių dydis mažesnis nei vienas mikrometras“, – tikina KTU profesorius.

Pagrindinis šaltinis – didesni plastiko gaminiai

Pagal kilmę plastiko dalelės skirstomos į pirmines, kurios nuo pat pradžių gaminamos mikro ar nano dydžio, ir antrines, kurios susidaro aplinkoje fragmentuojantis didesniems plastikiniams objektams.

„Nors mokslinėje literatūroje taikomi formalūs dydžių apibrėžimai, natūralioje aplinkoje plastiko dalelės sudaro nenutrūkstamą dydžių spektrą be aiškios ribos tarp „mikro“ ir „nano“. Dėl šios priežasties praktiniu požiūriu šias daleles atskirti sudėtinga“, – teigia L. Kliučininkas.

Svarbu pažymėti, kad tiek mikroplastikų, tiek nanoplastikų kilmės šaltiniai iš esmės yra tie patys, o jų migracijos keliai aplinkoje sutampa.

„Pagrindinis šių dalelių šaltinis yra didesni plastiko gaminiai, tokie kaip pakuotės, plastikiniai maišeliai, buteliai, sintetiniai audiniai ar kiti vartojimo produktai. Veikiami saulės spinduliuotės, vandens, temperatūros svyravimų ir mechaninio poveikio, šie gaminiai palaipsniui skyla į vis smulkesnes daleles, kurios patenka į orą, dirvožemį ir vandens telkinius, sudarydamos nuolatinį plastiko dalelių srautą aplinkoje“, – pažymi KTU profesorius.

Į organizmą patenka su maistu ir vandeniu

Naujausi moksliniai tyrimai rodo, kad nanoplastikai jau aptinkami žmogaus organizme – smegenyse, kepenyse, inkstuose, žarnyne, kraujyje, plaučiuose, placentoje, net motinos piene. Dėl sunkumų aptikti ir matuoti šias itin mažas plastiko daleles, jų žalingas poveikis sveikatai dar nėra aiškus.

„Mikroplastikai ir nanoplastikai į žmogaus organizmą patenka keliais pagrindiniais keliais, kuriuos lemia jų mažas dydis ir gebėjimas lengvai judėti tarp skirtingų aplinkos terpių. Šiuo metu moksliškai pagrįstais laikomi du pagrindiniai patekimo keliai: per virškinimo sistemą ir per kvėpavimo takus“, – tikina KTU profesorius.

Plastiko dalelių patekimas per virškinimo sistemą, pasak L. Kliučininko, laikomas pagrindiniu ekspozicijos keliu. Nanoplastikai į organizmą patenka su maistu ir geriamuoju vandeniu, o tyrimai rodo, kad jų koncentracijos geriamajame vandenyje, laikomame PET buteliuose, dažnai yra didesnės nei vandentiekio vandenyje.

„Toks užterštumas siejamas su tiesioginiu butelio sienelių ir dangtelio mechaniniu poveikiu bei polimero senėjimo procesais“, – sako KTU profesorius.

Gali pasiskirstyti įvairiuose žmogaus audiniuose

Mikro ir nanoplastikai taip pat aptinkami ore, ypač miesto aplinkoje, o patalpų oras dažnai yra reikšmingesnis šių dalelių šaltinis nei lauko aplinka.

„Mažiausios dalelės gali pasiekti giliuosius plaučių audinius, vadinamąsias alveoles. Remiantis eksperimentiniais duomenimis, dalis šių dalelių gali patekti į kraujotaką. Šis patekimo kelias laikomas ypač reikšmingu dėl tiesioginio sąlyčio su kvėpavimo sistema ir didelio nanodalelių biologinio aktyvumo“, – teigia L. Kliučininkas.

Nanoplastikai – priešingai nei mikroplastikai – pasižymi itin mažu dydžiu, kuris lemia kokybiškai kitokią jų elgseną biologinėse sistemose. Pasak KTU profesoriaus, dėl didelio specifinio paviršiaus ploto ir padidinto reaktyvumo jie gali tiesiogiai sąveikauti su ląstelių membranomis, baltymais ir lipidais.

„Ant jų paviršiaus dažnai formuojasi vadinamasis baltymų vainikas, kuris keičia dalelių biologinį „atpažinimą“ ir sąveiką su ląstelėmis. Eksperimentiniai tyrimai rodo, kad nanoplastikai gali įveikti biologinius barjerus, patekti į kraujotaką ir potencialiai pasiskirstyti įvairiuose audiniuose.

Skirtingai nei mikroplastikų atveju, nanoplastikų poveikis dažniau siejamas ne su bendra mase, bet su labai dideliu dalelių skaičiumi net esant mažoms koncentracijoms. Be to, nanoplastikai efektyviau absorbuoja ir perneša kitas chemines medžiagas, tokias kaip plastiko priedai ar aplinkos teršalai“, – sako L. Kliučininkas.

Mokslininkams dar trūksta ilgalaikių tyrimų

Pastaraisiais metais mokslinė bendruomenė ir institucijos vis aktyviau reaguoja į mikro ir ypač nanoplastikų problemą, siekdamos ne tik ją aprašyti, bet ir valdyti.

„Sparčiai kuriami nauji tyrimų metodai, didelis dėmesys skiriamas jų tikslumui ir standartizavimui. Tarptautinės organizacijos ir Europos Sąjungos mokslinių tyrimų programos koordinuoja rizikos vertinimus, finansuoja didelės apimties projektus ir rengia gaires, skirtas mažinti plastiko dalelių patekimą į aplinką ir maisto grandinę“, – tikina KTU profesorius.

Vis dėlto pažanga šioje srityje, anot L. Kliučininko, yra lėta, nes nanoplastikų poveikis siejamas su ilgalaike, mažų dozių ekspozicija, kurią sudėtinga įvertinti trumpalaikiais tyrimais.

„Be to, pati tyrimų sritis tebėra jauna, o metodiniai ir technologiniai standartai dar tik formuojami“, – sako KTU CTF profesorius L. Kliučininkas.

KTU informacija