Mikroplastik jest wszechobecny. Jednak pobieranie próbek i liczenie jego zawartości w wodach morskich okazało się nie lada wyzwaniem. Brytyjsko-amerykański zespół naukowców założył, że obecne obliczenia dotyczące obecności mikroplastiku na powierzchni morza mogą być zaniżone. Czego dowiodły badania?
Okazało się, że ilość mniejszych tworzyw sztucznych jest znacznie niedoszacowana podczas tradycyjnego pobieranie próbek. Oczka w standardowych sieciach są bowiem za duże. Nie są w stanie uchwycić mniejszych cząstek mikroplastiku oraz włókien, które są biodostępne dla organizmów morskich.
Wielkość oczek sieci, a ilość mikroplastiku w wodzie
Naukowcy określili zależność między wielkością oczek sieci do poboru mikroplastiku, a liczebnością i charakterem wychwyconych mikrodrobin. Wysnuli tezę, że stężenia mikroplastiku mogą być niedoszacowane przy użyciu standardowych sieci o oczkach 333 μm. Zazwyczaj pobieranie próbek mikroplastiku wodnego odbywa się właśnie za pomocą siatek o oczkach 333 μm. Sieci te nie są w stanie uwzględnić mniejszych zanieczyszczeń. W badaniu oszacowano zakres, w jakim stężenia mikrodrobin plastiku są zaniżane podczas tradycyjnego pobierania próbek.
– Badania mikroplastiku są trudne ze względu na brak ustandaryzowanych metod pomiaru oraz małe rozmiary drobin. Przedstawione badanie jest bardzo cenne, gdyż pokazuje zależność między wielkością oczka siatki wykorzystywanej do zbierania mikroplastiku a liczbą cząsteczek – powiedział SmogLabowi Przemysław Poszwa, naukowiec, twórca bloga eko-logicznie.com.
Stężenie mikroplastiku przy użyciu siatki 100 μm jest 10-krotnie większe niż siatki 500 μm. Dane z Wielkiej Brytanii ujawniły 2,5-krotny wzrost mikrodrobin plastiku przy 100 w porównaniu do 333 netto. Kompleksowa ocena zagrożeń, jakie mikroplastik stanowi dla ekosystemów morskich, wymaga solidnego oszacowania rozmiaru i rozmieszczenia mikrodrobin plastiku w globalnym oceanie. Wyniki badania pt. „Are we underestimating microplastic abundance in the marine environment? A comparison of microplastic capture with nets of different mesh-size?” (ang. Czy nie oszacowuje się obfitości mikroplastików w środowisku morskim? Porównanie wychwytywania mikroplastiku sieciami o różnej wielkości oczek) opublikowało Environmental Pollution.
Mikroplastik w rybach
Mikrodrobiny plastiku mogą trafiać do wody bezpośrednio (mikrogranulki w kosmetykach) albo pochodzą z rozdrobnienia wyrobów z tworzyw sztucznych. Te z kolei z założenia są odporne na degradację. Są też w stanie przetrwać w środowisku naturalnym nawet przez setki, lat. Ze względu na swój niewielki rozmiar, mikroplastik może być spożywany przez szereg organizmów na różnych poziomach troficznych. Między innymi dla zooplanktonu, małży i ryb przeznaczonych do spożycia przez ludzi oraz pozostałej fauny morskiej. Według źródeł „spożycie mikroplastiku może mieć negatywny wpływ na organizmy morskie, w tym widłonogi, skorupiaki, bezkręgowce bentosowe i ryby. Skutkiem jego spożycia są m.in.: ograniczenie żerowania, płodności, wzrostu i długości życia, a także zmiany zachowania i funkcji ekologicznych”.
Koncentracja mikroplastiku o wielkości zbliżonej do ofiary w środowisku i do tych stosowanych w badaniach jest stosunkowo nieznana. Nie jest więc całkowicie jasne czy w środowisku naturalnym mogą wystąpić niekorzystne konsekwencje zdrowotne. Jest to skutek niedopasowania rozmiaru, rodzaju i stężenia mikrodrobin plastiku, których próbki pobiera się podczas badań monitoringu środowiska, a tymi stosowanymi w badaniach narażenia.
Dwie strony Atlantyku
W cytowanej pracy pobieranie próbek miało miejsce na wodach przybrzeżnych po obu stronach Północnego Atlantyku (tj. Zatoce Maine i zachodnim kanale La Manche), w pobliżu lądowych i morskich źródeł zanieczyszczeń. Przewiduje się, że to tam mikroplastik ma największy wpływ na życie morskie. Resztki mikroplastiku zebrano za pomocą włoków powierzchniowych przy użyciu sieci 100, 333 i 500 μm.
Czytaj także: Mikroplastik jest wszędzie. Także w ludzkiej wątrobie i tkance tłuszczowej.
Metody pobierania próbek mikroplastiku
Próbki terenowe przeprowadzono po obu stronach Północnego Atlantyku. Skoncentrowano się na wodach przybrzeżnych Zatoki Maine (USA) i zachodniego kanału La Manche (Wielka Brytania). We wszystkich przypadkach pobieranie próbek podpowierzchniowych koncentrowało się na porównaniu stężeń mikroplastiku zbieranego przez sieci ciągnięte równolegle. W przypadku pobierania próbek w USA, użycie statku żaglowego ograniczało badaczy do używania maksymalnie dwóch sieci na raz. Były to dwie sieci 333 μm lub sieci 100 i 500 μm. Z kolei podczas pobierania próbek w Wielkiej Brytanii, użyto łodzi roboczej kategorii II agencji morskiej i przybrzeżnej RV Quest. Umożliwiło to równoległe holowanie sieci o długości 100, 333 i 500 μm.
Dane z USA (Zatoka Maine)
Łącznie wyizolowano 2755 cząstek z próbek netto o wielkości 100, 333 i 500 μm pobranych z 9 stanowisk wzdłuż wybrzeża Zatoki Maine. Próbki składały się głównie z włókien (84 proc.), z mniejszą ilością zidentyfikowanych fragmentów (16 proc.); zaobserwowano tylko 12 kulek (ryc. 2A). Prawie jedna trzecia zidentyfikowanych tworzyw sztucznych to biopolimery (30 proc.). Większość stanowił sztuczny jedwab. Kopolimery (21 proc.), polietylen (13 proc.) i poliester (13 proc.) są również dobrze reprezentowane w próbkach.
Kanał La Manche (Wielka Brytania) – wyniki
W sumie 22 666 cząstek wyizolowano z próbek netto o wielkości 100, 333 i 500 μm. Pobrano je z 14 miejsc w zachodnim kanale La Manche i Plymouth Sound. We wszystkich próbkach najczęstsze były włókna (77 proc.), przy czym zidentyfikowano mniejszą liczbę fragmentów (19 proc.) i kulek (4 proc.) (ryc. 2A). Większość mikroplastiku składała się z poliestru (22 proc.), biopolimerów (22 proc.), polipropylenu (18 proc.) i akrylu (14 proc.). W znacznych ilościach obecny był także polietylen (9 proc.) i poliamid (8 proc.), z PVC (2 proc.), elastomery (1 proc.) i inne (5 proc.), które stanowiły całość (rys. 3B).
2,5-krotnie wyższe stężenia mikroplastiku w wodzie
Wyniki badań pokazują, że pobieranie próbek sieciami z mniejszymi rozmiarami oczek daje znacznie wyższe stężenie mikroplastiku w porównaniu z pobieraniem sieciami o większych rozmiarach oczek. Jednoznaczny wynik zaobserwowano w szeregu biologicznie produktywnych stacji przybrzeżnych po obu stronach Północnego Atlantyku. Zarówno zestawy danych w USA, jak i Wielkiej Brytanii ujawniają, że pobieranie próbek przy użyciu sieci 100 μm powoduje wychwytywanie 10-krotnie większych stężeń mikroplastiku w porównaniu z użyciem sieci 500 μm. Co więcej, system pobierania próbek w Wielkiej Brytanii wykazał 2,5-krotny wzrost stężeń mikroplastiku w próbkach o oczkach 100 μm w porównaniu z oczkami o oczkach 333 μm.
– Uważamy, że jest to pierwsze badanie bezpośrednio porównujące mikrodrobiny plastiku przechwycone za pomocą siatki o różnej wielkości przy użyciu jednocześnie holowanych sieci. Nasze wyniki pokazują, że użycie tradycyjnej siatki 333 μm może skutkować niedoszacowaniem stężeń mikroplastiku w wodzie. Dzieje się tak z powodu pominięcia mniejszych cząstek mikroplastiku i mikrowłókien – mówią badacze.
Skąd mikroplastik w wodach przybrzeżnych?
Włókna były dominującym rodzajem mikroplastiku zidentyfikowanego we wszystkich próbkach środowiskowych (84 proc. w USA; 77 proc. w Wielkiej Brytanii), głównie w kolorze czarnym lub niebieskim. Włókna mikroplastyczne mogą pochodzić z rozpadu większych plastikowych przedmiotów (np. liny) lub uwalniania mikrowłókien z odzieży syntetycznej podczas cykli prania. Ścieranie odzieży jest również prawdopodobnie istotnym źródłem zanieczyszczenia włókien. Świadczą o tym duże ilości obserwowane w opadach atmosferycznych i spływaniu z topniejących śniegów. Sztuczny jedwab (biopolimer), polipropylen i poliester są szeroko stosowane w tekstyliach. To dostarcza dalszych dowodów na to, że ścieki (zawierające mikrowłókna z prania ubrań) oraz degradacja narzędzi połowowych są istotnymi źródłami mikroplastiku w wodach przybrzeżnych. Elastomery zidentyfikowane w próbkach z Wielkiej Brytanii mogą być związane ze zużyciem opon pojazdów, z wkładami pochodzącymi z odwadniania autostrad (np. A38, most Tamar).
Wnioski? Stężenie mikroplastiku jest zaniżone
Wykazano, że sieci o oczkach 333 μm powszechnie używane do pobierania próbek mikroplastiku zaniżają jego stężenie. Ma to miejsce szczególnie w przypadku mikrodrobin mniejszych niż 333 μm. Znajdują się one w optymalnym zakresie wielkości ofiar wielu organizmów morskich. Tam, gdzie to możliwe, pobieranie próbek powinno mieć na celu zebranie jak najszerszego zakresu obecnych mikrodrobin plastiku. Badacze stwierdzili, że pobieranie próbek przy użyciu sieci o większych oczkach nie da dokładnego oszacowania liczebności lub pełnego opisu mikrodrobin plastiku obecnych w słupie wody.
Wyniki pokazują, że pobieranie próbek przy użyciu siatek o oczkach 100 μm skutkowało zebraniem 2,5- i 10-krotnie większych stężeń mikroplastiku w porównaniu z użyciem odpowiednio 333 i 500 μm oczek. Oszacowano, że stężenia mikrodrobin plastiku mogą przekroczyć 3700 cząstek mikroplastiku na m3, jeśli używa się siatki o rozmiarze oczek 1 μm. Ponadto wykazano, że użycie cieńszych siatek spowodowało zebranie znacznie cieńszych i krótszych włókien mikroplastiku. Wyniki badań dowodzą, że obecnie szacunki dotyczące stężeń mikroplastiku w morzach mogą być zaniżone.
Czytaj także: Skąd się bierze mikroplastik? Uwalniasz go nawet otwierając butelkę
Dokładne pomiary to lepsza ocena ryzyka
Naukowcy doszli do wniosku, że pobieranie próbek za pomocą siatek o mniejszych oczkach (100 μm) zapewnia lepszą reprezentację stężeń mikroplastiku w środowisku naturalnym. Pomaga także w ustaleniu jego wiarygodnej zawartości. To z kolei pozwala na lepszą ocenę obecnego poziomu ryzyka stwarzanego dla środowiska morskiego. W konsekwencji – sprawniejsze kierowanie działaniami monitorującymi i zapewnienie klarownego punktu odniesienia, na podstawie którego można ocenić skuteczność modelu postępowania w przyszłości. Jak mówią, lepsze zrozumienie szczegółowej charakterystyki mikrodrobin plastiku w środowisku morskim może pomóc w wyjaśnieniu pochodzenia tych cząstek. To natomiast pomogłoby wpłynąć na zachowanie społeczne i stymulować przyszłą interwencję polityczną. Staje się jasne, że konieczne jest ujednolicenie metod pobierania próbek mikroplastiku. Badacze jednak nadal stosują szeroką gamę różnych technik pobierania próbek i określania ilościowego tworzyw sztucznych, a konkretne grupy badawcze promują inne techniki.
– O ile byłbym ostrożny w ekstrapolacji wyników dla mniejszej wielkości oczka siatki na bazie trzech punktów pomiarowych, o tyle sama zależność ma niebezpieczny charakter, że wraz ze zmniejszeniem oczka siatki znacząco rośnie liczba wychwytywanych drobin. Z tego powodu ważne jest zarówno ustandaryzowanie metod pomiarowych, jak i podjęcie prac nad prawidłowym modelowaniem wpływu mikroplastiku na organizmy żywe w zależności od wielkości drobin – podsumował Przemysław Poszwa.
* Artykuł powstał na podstawie wyników omawianego badania, przy pomocy merytorycznej Przemysława Poszwy z eko-logicznie.com.
–
Zdjęcie tytułowe: Shutterstock/Larina Marina
