Wieloletni problem

Termin "mikroplastik" został po raz pierwszy wykorzystany w 2004 roku, ale badania nad losami tworzyw sztucznych w środowisku naturalnym sięgają dalej w przeszłość. W roku 1972 roku na łamach czasopisma "Science" ukazały się dwa niecodzienne jak na tamte czasy artykuły dotyczące Oceanu Atlantyckiego. Pierwszy opisywał łatwo kruszące się drobiny plastiku o średnicy do pięciu milimetrów, które unosiły się w wodach zachodnich Morza Sargassowego. Podobne zjawisko zaobserwowano u północno-wschodnich wybrzeży Stanów Zjednoczonych. Znalezione w wodach Nowej Anglii polistyrenowe kulki były mniejsze, nieprzekraczające dwóch milimetrów średnicy, i dwukolorowe - część z nich posiadała domieszki syntetycznego kauczuku.

Autorzy analiz zwrócili szczególną uwagę na dwie kwestie. Po pierwsze - powierzchnia tworzyw sztucznych była zwietrzała i porowata, stając się doskonałym miejscem do osadzania się bakterii i związków chemicznych. Wśród adsorbowanych substancji znalazły się polichlorowane bifenyle (PCB), silnie toksyczne związki chemiczne wchodzące niegdyś w skład przemysłowych izolatorów i smarów. Po drugie - polistyrenowo-kauczukowe kulki okazały się "hitem" wśród lokalnej fauny morskiej. Połykali je przedstawiciele ośmiu spośród 14 przebadanych gatunków ryb oraz co najmniej jeden morski bezkręgowiec. Naukowców niepokoił fakt, że osadzone związki chemiczne mogą zatruwać zwierzęta, a w przypadku małych zwierząt istniało ryzyko zapchania przewodu pokarmowego.

Echa pierwszych badań rozbrzmiewają we współczesnej nauce. W opublikowanym w 2024 roku artykule podsumowującym ostatnie dwie dekady badań nad mikroplastikami autorzy przekazali, że do tej pory znaleziono je w organizmach ponad 1300 lądowych i wodnych gatunków zwierząt, na każdym poziomie biologicznej organizacji - od komórek po ekosystemy. "Ich połknięcie może mieć skutki fizyczne, takie jak niedrożność lub uszkodzenia przewodu pokarmowego, czy chemiczne, związane z wypłukiwaniem toksycznych dodatków lub zaadsorbowanych zanieczyszczeń" - wyjaśnili.

Nie oznacza to oczywiście, że po 50 latach od zidentyfikowania problemu znajdujemy się naukowo w tym samym miejscu. Coraz więcej wiemy o sposobach, w jaki cząsteczki tworzyw sztucznych migrują do ekosystemów, tkanek i składników pokarmowych, oraz o towarzyszących im szkodliwych substancjach. W tym czasie powstały pierwsze sposoby oceny ryzyka, coraz lepiej ustandaryzowane metody badań na obecność mikroplastików oraz modele opisujące ich rozprzestrzenianie się w środowisku.

Przed badaczami stoi jednak wiele wyzwań. Na przykład ze względu na różnice w składzie chemicznym drobin, ich wieku i stanie - badania laboratoryjne przeprowadzane na jednym typie tworzyw mogą dawać zupełnie odmienne wyniki w przypadku innego plastiku. Każdy eksperyment przybliża nas do zrozumienia zagrożenia, ale uświadamia nam również, jak wiele kwestii musimy jeszcze zrozumieć.

Na nieznanych wodach

- Nie przeprowadziliśmy jeszcze pełnych badań nad tym, jak mikroplastiki oddziałują na zdrowie zwierząt i ludzi, dlatego termin "niebezpieczny" powinien być używany z rozwagą - wyjaśniła w rozmowie z tvnmeteo.pl dr Diana Souza Moura ze szkockiego Uniwersytetu Roberta Gordona. - Szczególnie niepokojący jest fakt, że w zanieczyszczonych mikroplastikami środowiskach wodnych wykrywany jest szeroki zakres zanieczyszczeń i toksyn. W takich warunkach plastiki łatwo pochłaniają szkodliwe substancje i stają się toksyczne. Inne mikrodrobiny, na przykład pochodzące z opon, same mogą być źródłem zanieczyszczeń - dodała.

Sytuacja ta była przedmiotem badania przeprowadzonego przez zespół dr Moury, które opisano w 2025 roku na łamach czasopisma "Journal of Hazardous Materials". Młode rozwielitki (Daphnia magna) trafiły do środowiska wypełnionego drobinami polichlorku winylu, poliamidu i polipropylenu. Niektóre mikroplastiki zostały pokryte fluoksetyną, związkiem wykorzystywanym w terapii zaburzeń depresyjnych i obsesyjno-kompulsywnych. Rozwielitki, mikroskopijne skorupiaki będące podstawowym źródłem pokarmu w wielu ekosystemach wodnych, z chęcią połykały plastik. W środowiskach wypełnionych "czystym" tworzywem sztucznym nie zauważono nic niepokojącego, ale w ciągu 24 godzin od ekspozycji na plastik z fluoksetyną zwierzęta przestawały się ruszać, a ich procesy życiowe słabły.

- Istnieją przesłanki wskazujące, że obciążony zanieczyszczeniami mikroplastik może być spożywany przez organizmy wodne znajdujące się na dnie sieci pokarmowej. Może on wpływać na ich mobilność i zdolności reprodukcyjne, potencjalnie wpływając na wszystkie zależne od nich organizmy - przekazała badaczka. Sporo zależało od typu tworzywa: na przykład najwięcej związku osadzało się na polipropylenie. Wiek materiału wpłynął natomiast na śmiertelność wśród rozwielitek - ekspozycja na świeższe, mniej zniszczone drobiny okazała się bardziej niebezpieczna w porównaniu ze starzejącymi się mikroplastikami.

Fluoksetyna została wybrana nieprzypadkowo - według analizy z 2022 roku to jedna z substancji aktywnych, które często przedostają się do rzek. W ciekach znaleziono także takie związki, jak metformina (wykorzystywana w terapii cukrzycy), karbamazepina (lek przeciwpadaczkowy) czy powszechnie stosowany paracetamol. Gdy substancje osadzają się na drobnych cząstkach, takich jak mikroplastik, stają się bardziej dostępne dla organizmów żywych.

W perspektywie niepokojące wydaje się przenikanie substancji do kolejnych ogniw pokarmowej sieci i ich akumulacja w żywych tkankach. Ryby nie poprzestaną bowiem na zjedzeniu jednej malutkiej rozwielitki - połkną ich setki, a wraz z nimi wszystkie zanieczyszczone tworzywa sztuczne. Sytuacja ta powtórzy się przy kolejnym "stopniu" pokarmowej hierarchii i tak do samego szczytu - gdzie często znajduje się człowiek.

Wehikuł dla toksyn

Źródłem substancji, które osadzają się na mikroplastikach, nie musi być wcale działalność człowieka. Morza i oceany pełne są organizmów wytwarzających toksyny, niekiedy bezpośrednio do wody. Tak dzieje się w przypadku sinic - zmory wielu nadmorskich kąpielisk. W zależności od rodzaju wytwarzają one substancje o działaniu drażniącym, neurotoksycznym lub hepatotoksycznym. Gdy w wodzie obok toksyn unoszą się mikroplastiki, może dochodzić między nimi do interakcji - wyjątkowo nieprzyjemnych z naszego punktu widzenia.

Pokazuje to badanie, które w 2021 roku zostało opublikowane na łamach czasopisma "Environmental Science & Technology". Naukowcy z Wielkiej Brytanii, Niemiec i Brazylii, w tym dr Moura, przeanalizowali w nim osadzanie się dwóch toksyn sinic, mikrocystyny-LR i mikrocystyny-LF, na kilku tworzywach sztucznych. Kawałki plastików o różnej wielkości - od największych, o średnicy powyżej jednego milimetra, po te mikroskopijne - zostały umieszczone w słodkiej wodzie o różnej kwasowości, do której wprowadzono roztwór toksyn. W ciągu następnych 48 godzin badacze obserwowali zmiany stężenia substancji i monitorowali proces jej osadzania na mikroplastikach.

Ten, jak się okazało, przebiegał wyjątkowo sprawnie. Najlepiej było to widoczne w próbkach zawierających polistyren i mikrocystynę-LF - na drobinkach zaobserwowano 28-krotny wzrost stężenia toksyny w porównaniu z jej zawartością w wodzie. Dla różnych plastików proces adsorpcji przebiegał odmiennie w zależności od pH, wielkości cząstek czy czasu ekspozycji na mikrocystyny.

Takie "supernaładowane" toksynami plastiki stanowią podobne zagrożenie dla wodnej fauny, jak te zawierające związki antropogeniczne. Przeprowadzone przez badaczy modelowanie wykazało, że przy założeniu najgorszego scenariusza konsumpcja zaledwie 15 drobinek plastiku skażonych mikrocystyną-LF okazałaby się śmiertelna dla rozwielitki. Jeśli skorupiak zjadłby ich mniej, mógłby przeżyć - przynajmniej do czasu połknięcia przez rybę. Toksyna wchodzi na wyższy poziom sieci pokarmowej.

Klucz do wiedzy

Mikroplastiki stanowią niejednorodną grupę zanieczyszczeń, co utrudnia działania na wszystkich etapach walki z nimi - od badania i katalogowania wiedzy, poprzez tworzenie zapisów prawnych, aż po ich usuwanie ze środowiska. Jak przekazała Moura, kluczowe jest lepsze zrozumienie, jakie konsekwencje niesie ze sobą obfitość mikrodrobin plastiku w ekosystemach. - Tylko w ten sposób badania mogą dać decydentom narzędzia do tego, dlaczego i jak chronić środowisko - wyjaśniła.

Jednocześnie badaczka podkreśliła, że rozwiązanie problemu leży u jego podstaw. - Jedynym sposobem na walkę z zanieczyszczeniem mikroplastikami jest ograniczenie produkcji i stosowania tworzyw sztucznych, zwłaszcza tych jednorazowego użytku. Podejmowanie codziennych, świadomych decyzji dotyczących korzystania z tworzyw sztucznych może wiele zmienić. Również rządy powinny zainwestować we wdrażanie polityki redukcji plastiku oraz działania edukacyjne w zakresie ochrony środowiska - dodała.