Nanoplastikai – plika akimi nepastebimos, dažniausiai mažesnės nei 1000 nanometrų arba 100 kartų mažesnės nei žmogaus plauko skersmuo dalelės – tampa viena rimčiausių šių dienų taršos problemų.
Naujausi duomenys atskleidžia, kad jų paplitimas nuolat auga, tačiau poveikis aplinkai ir žmonių sveikatai – vis dar iki galo neįvertintas.
Ore, vandenyje, dirvožemyje, maiste ir net žmogaus kūne – 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 būdų 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 bandomuosius tyrimus.
„2011 m. tyrėjas Antonis Andradis (Anthony Andrady) įtraukė 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 reikalavimai.
„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 daiktams.
„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 gaminiai.
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 kūną patenka su maistu ir vandeniu
Naujausi moksliniai tyrimai rodo, kad nanoplastikai jau aptinkami žmogaus kūne – 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 kūną 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 keliu. Nanoplastikai į kūną patenka su maistu ir geriamuoju vandeniu, o tyrimai rodo, kad jų kiekis geriamajame vandenyje, laikomame PET buteliuose, dažnai yra didesnndomas 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 bandymų 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 susidaro vadinamasis baltymų vainikas, kuris keičia dalelių biologinį „atpažinimą“ ir sąveiką su ląstelėmis. Bandomieji tyrimai rodo, kad nanoplastikai gali įveikti biologinius barjerus, patekti į kraujotaką ir galimai pasiskirstyti įvairiuose audiniuose.
Skirtingai nei mikroplastikų atveju, nanoplastikų poveikis dažniau siejamas ne su bendra mase, bet su labai dideliu dalelių skaičiumi net esant mažiems kiekiams. Be to, nanoplastikai veiksmingiau 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 būdai, didelis dėmesys skiriamas jų tikslumui ir standartizavimui. Tarptautinės organizacijos ir Europos Sąjungos mokslinių tyrimų programos koordinuoja pavojaus 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 paroda, kurią sudėtinga įvertinti trumpalaikiais tyrimais.
„Be to, pati tyrimų sritis tebėra jauna, o metodiniai ir technologiniai standartai dar tik kuriami“, – sako KTU CTF profesorius L. Kliučininkas.
