Hvor farlig er mikroplast?

Efter alarmerende rapporter om mikroplastikforurening i oceaner og strande, det globale videnskabelige samfund intensiverede sit fokus på dette område. Forskere har siden fundet beviser for mikroplastikforurening overalt - i vores søer og floder, drikkevarer og madvarer. Dr. Natalia Ivleva, en forsker ved det tekniske universitet i München (TUM), har udviklet nye analysemetoder til identifikation og kvantificering af mikroplast. I dette interview, hun deler sine seneste resultater.

Hvad er mikroplast egentlig?

I henhold til gældende definitioner, mikroplastik er ethvert stykke plastik, der måler fem millimeter i størrelse ned til en mikrometer, det er en tusindedel af en millimeter. Plastpartikler, der er mindre - fra en mikrometer ned til 100 nanometer - defineres som sub-mikroplast. Partikler under 100 nm kaldes nanoplast. Undersøgelser viser, at de fleste af plastikpartiklerne har størrelser i lavere mikrometerområde.

Både mikroplast og nanoplast dannes normalt ved nedbrydning af større stykker plastik – f.eks. fra indkøbsposer til slitage på en bils dæk, eller når vi vasker et mikrofibertøj. Og da nogle producenter stadig tilføjer mikroplastik til produkter til personlig pleje som tandpasta og scrubs - er de en kilde til mikroplastikforurening, også.

Hvorfor skal vi være bekymrede for mikroplastikforurening?

Rent faktisk, det er endnu ikke helt klart, hvor farligt mikroplastik er for levende organismer. Hvad er kendt:akvatiske organismer og andre arter, inklusive mennesker, kan absorbere mikroplastikpartikler. Men det alene beviser ikke toksicitet. Imidlertid, vi har også konstateret, at mindre partikler kan have evnen til at blive absorberet i visse typer kropsvæv i vandlevende organismer.

Hvert år, mennesker producerer omkring 400 millioner tons plastik på verdensplan. En betydelig del af denne plast ender i miljøet som affald, og de fleste typer plastik tager flere hundrede år at nedbryde fuldstændigt.

Resultatet? I løbet af de næste par årtier, vi vil formentlig stå over for en massiv stigning i mængden af ​​mikroplastikforurening i miljøet. Vi ved alle, at selv inaktive og ikke-giftige stoffer kan have uforudsete virkninger, når de når et vist niveau af koncentration i miljøet.

Hvorfor ved vi ikke mere om virkningerne af mikroplastikforurening?

Tidligt, da forskerne først indså, at mikroplast kom ind i miljøet som et resultat af menneskelig aktivitet, optiske metoder blev brugt til at skelne plastik fra andre partikler i en given prøve. Desværre, denne metode er ikke særlig pålidelig. Når du ser på en partikel, der er mindre end en millimeter i størrelse, det er svært at gennemskue, om det er et sandkorn eller et stykke plastik. De ligner meget i den størrelse.

Et godt eksempel på dette:i regi af forskningsprojektet "MiWa, "finansieret af det tyske forbundsministerium for uddannelse og forskning (BMBF), vi lavede en kemisk analyse af omkring 3, 000 partikler fra en vandprøve taget fra Elben. Vi konstaterede, at kun én ud af tusinde partikler i prøven faktisk var plastik.

Udover kalksten og andre mineralpartikler, vandprøven indeholdt også meget organisk materiale. Derfor er det af yderste vigtighed at udvikle pålidelige og standardiserede analysemetoder – ellers der er ingen måde at nøjagtigt sammenligne forskellige prøveværdier med hinanden.

Jeg vil her understrege, at vi taler om ekstremt lave koncentrationer af mikroplast i de prøver, vi har analyseret - hvilket vi ville forvente ville have en tilsvarende lille effekt på en levende organismes sundhed. I nogle forsøg, der testede for høje koncentrationer af mikroplast, negative effekter er blevet målt - mens i andre, ingen negative effekter er fundet.

Denne forskning er stadig meget i sin vorden – hvilket ikke betyder, at vi skal tage en 'vent og se'-tilgang. Hvis vi overvejer den langsomme hastighed, hvormed plast nedbrydes, det er en presserende prioritet for os at finde strategier til at reducere mængden af ​​plastikaffald, vi producerer i første omgang.

Hvilke metoder bliver brugt til at opdage og identificere mikroplastikpartikler?

Afhængigt af hvilke spørgsmål du stiller, der er flere forskellige metoder, der i øjeblikket anvendes til at analysere prøver for mikroplast. For eksempel, termisk analyse parret med gaskromatografi og massespektrometri anvendes til at bestemme mængden og typerne af plastpartikler og additiver, der kan være til stede. Men disse metoder kan ikke bruges til at bestemme partikelstørrelser.

Spektroskopiske metoder kan bruges til at bestemme både det kemiske fingeraftryk samt størrelsen og formen af ​​mikroplastikpartikler. Og infrarød mikrospektroskopi kan endda bruges til automatisk at analysere partikler ned til størrelsen på 20 mikrometer.

På TUM Institute of Hydrochemistry, vi anvender overvejende Raman mikroskopisk analyse i vores forskning. Raman er en ikke-destruktiv spektroskopisk metode, der gør det muligt at udføre både en signaturspektrumanalyse samt lette pålidelig partikelidentifikation. Ved at bruge denne metode, vi kan afgøre, om en partikel er lavet af syntetiske polymerer – eller om det er et naturligt stof som cellulose eller kvarts.

Derudover denne metode giver os mulighed for præcist at bestemme typen af ​​plast i en prøve. Og kobling af kraften fra et Raman-spektrometer med et almindeligt optisk mikroskop, vi kan analysere partikler ned til en mikrometer eller endnu mindre. Resultatet:vi har evnen til klart at definere antallet af partikler, rækken af ​​partikelstørrelser og polymertyperne af mikroplasten i en given prøve.

Vi har været i stand til at bekræfte tilstedeværelsen af ​​mikroplastikpartikler i vandloppers fordøjelseskanaler. Desuden, i et projekt finansieret af det bayerske statsministerium for miljø og forbrugerbeskyttelse, vi har fundet ud af, at muslinger indtager især små mikroplastikpartikler - aflejringer af, som vi har fundet i hele deres kroppe.

Hvad er de næste skridt i din forskning?

At udvikle repræsentative og statistisk pålidelige konklusioner om niveauet af mikroplastikforurening i en given prøve, vi bliver nødt til at analysere en masse partikler pr. prøve. Derfor arbejder vi også lige nu med automatisering af Raman-baserede metoder i projektet "MiPAq, " som bliver finansieret af Bayerns Forskningsfond (BFS).

Efterhånden som plastikpartikler nedbrydes til stadigt mindre størrelser i miljøet, de frembyder et stadig større potentiale for miljøtoksicitet. Derfor samarbejder vores institut med andre TUM-stole om at udvikle mere præcise metoder til at analysere meget små partikler inden for det BMBF-finansierede "SubμTrack"-projekt.

Først, vi bliver nødt til at indsamle nok sammenlignelige prøveresultater - ved hjælp af standardiserede analysemetoder - som vil vise os, hvor meget mikroplast eller nanoplast faktisk er til stede i en given prøve. Først da kan vi begynde at analysere de negative virkninger, der kan være forårsaget af et vist niveau af mikroplastisk eller nanoplastisk forurening i miljøet – eller hos mennesker og andre arter. Det vil også være nødvendigt for forskere at afgøre, hvilke typer, partikelstørrelser og -former – og især hvilke koncentrationer af mikroplast og nanoplast – har hvilke toksiske effekter.

Vil du anbefale, at vi i fremtiden forbyder al plastikproduktion?

Absolut ikke - plast er et utroligt alsidigt materiale og har en masse fordele i forhold til andre materialer. Når det er sagt - det er af afgørende betydning for os drastisk at reducere mængden af ​​plastik, vi introducerer i miljøet. Og det er ikke kun de virksomheder, der fremstiller plastik, der skal bære det eneansvar og byrden for dette – det er også op til os som forbrugere at blive mere ansvarlige i, hvordan vi bruger, genbruge, genanvende og bortskaffe plast i fremtiden.