A mikroműanyagok egyre nagyobb globális problémát jelentenek, és sok kutatás vizsgálja a környezetben való szállításukat, valamint az ökoszisztémákra és az emberi egészségre gyakorolt lehetséges hatásokat. A műanyaghulladék egyik ilyen aspektusa, amely egészségügyi következményekkel járhat, a biofilmek jelenléte – a felületükön összegyűlő mikroorganizmusok rétege. Amikor a műanyagok vizekbe kerülnek, nagy távolságokra szállítódnak és magukkal viszik a mikrobák „plasztiszférás” közösségét.
Ezen aggályok ellenére továbbra is vannak kutatási hiányosságok azzal kapcsolatban, hogy ez a mikrobiális közösség hogyan változik a környezeti stresszorokkal, ahogy az édesvízen keresztül a tengerbe áramlik, és hogy az emberi és állati egészségre potenciálisan káros kórokozók milyen mértékben találhatók meg a vízben található műanyagon.
Francia kutatók hét hónapos küldetésre indultak egy hajón, amely kilenc nagy európai folyón, köztük a Szajnán és a Rajnán haladt át a tengertől az egyes folyók sűrűn lakott városáig. A folyók sóssági gradiense mentén négy vagy öt ponton vettek mintát a vízből, majd részmintát vettek a tápanyagok, a részecskék és a baktériumok sokféleségének elemzésére. Speciális hálós vonóhálóval mikroműanyagokat is gyűjtöttek, amelyeket elemeztek, hogy azonosítsák a plasztiszférában jelen lévő fajokat, virulenciájukat és biofilmképző képességüket.
A mikroműanyagok bakteriális kolonizációjának feltárására ugyanazon vizekben, egy hónappal a hajó megérkezése előtt, egy szárazföldi csoport tiszta polietilént, polioximetilént és nejlonhálót helyezett el biztonságos hengeres ketrecszerkezetekben, amelyeket a hajón lévő tudósok egy hónappal később gyűjtöttek össze.
A vizsgálat során a csapat alkohollal és lángsterilizált csipesszel extrahálta az összes mikroműanyagot, mielőtt azonnal folyékony nitrogénbe fagyasztotta volna őket a DNS-extrakcióig, hogy elkerülje a szennyeződés kockázatát. DNS-szekvenálást végeztek a mintában szereplő összes baktériumon, és infravörös spektrométert használtak a kiválogatott mikroműanyagok összetételének elemzésére. Minden folyóban külön megvizsgálták a bakteriális közösségeket, különös figyelmet fordítva a potenciálisan káros fajok kolonizációjára, például azokra, amelyek mérgező algavirágzást, emberi betegségeket és gombákat okozhatnak.
Elemzéseikből a tudósok azt találták, hogy a mikroműanyagokon lévő bakteriális közösségek nagyon különböznek a szabadon élő baktériumoktól és a környező vizek szerves részecskéihez kapcsolódó baktériumoktól.
Döntő fontosságú, hogy adataik különböző közösségeket is feltártak az édesvízben és a tengerben található mikroműanyagokról, a torkolatoknál pedig mindkettőtől eltértek. A tengeri mikroműanyagok bakteriális közösségeikben jelentősen alacsonyabb gazdagságot, egyenletességet és sokféleséget hordoztak, mint a folyókból származók. Édesvízi mintákban azonosították az Aeromonas, az Acidovorax, az Arcobacter és a Prevotella potenciális kórokozónemeket, a tengerben azonban nem; míg a Vibrio1 volt a domináns kórokozó a tengerben. Nem találtak kórokozó-transzfert a kettő között.
Ez a bizonyíték rávilágított arra, amit a tudósok „az édesvízi és a tengeri környezet között kifejtett erős szelektív nyomásként” írtak le, ami korlátozza a mikroorganizmusok édesvizekből a plasztiszféra részeként a tengerbe történő terjedését.
A mikroműanyagokon utazó baktériumok potenciális kockázatát hangsúlyozta az a csoport, amely a Shewanella putrefaciens kórokozót először rögzítette mikroműanyagokon, kizárólag folyóvízben. Bár ritka, a S. putrefaciens megfertőzheti az embereket, bél-, bőr- és lágyszöveti betegségeket okozva. A tanulmányban azonosított sótartalom-korlát azonban arra enged következtetni, hogy alacsony annak az esélye, hogy az ilyen kórokozók a folyókból a tengerbe vándoroljanak.
A tanulmányban megvizsgálták a vízfolyásokban található mikroműanyagokat, a polietilén a domináns összetevő, amely a megtalált anyag 45%-át teszi ki, és a polipropilén a második leginkább visszanyert 12% -kal. A kutatók azt találták, hogy a polimerek kémiai összetétele nem befolyásolta szignifikánsan a plasztiszféra közösségét, bár egy korábbi kutatás utalt erre a kapcsolatra.
A mikroműanyagok problémája, mint a kórokozók átadásának további élőhelye és vektora, globális kérdés. Az Európai Unió különböző környezetvédelmi, vegyi és ágazati politikák keretében foglalkozik a műanyag- és mikroműanyag-szennyezéssel, ideértve a vegyi anyagok regisztrálását, értékelését, engedélyezését és korlátozását (REACH) a szintetikus polimer mikrorészecskék tekintetében, a tengervédelmi stratégiáról szóló keretirányelvet és a vízügyi keretirányelvet. Ez utóbbinak a felszíni vizekkel kapcsolatos joghatósága – mind a szárazföldi, mind az átmeneti övezetekben – azt jelenti, hogy az új munka releváns ismereteket nyújt a biofilmekről és azok lehetséges kockázatairól.
A tanulmány kitölti a mikroműanyagokkal foglalkozó mikrobiális közösségekre vonatkozó, eddig korlátozott és széttagolt kutatás ismerethiányait, figyelembe véve a különböző térbeli helyszíneket. A baktériumokon túlmutató, olyan csoportokra irányuló további kutatások, mint a vírusok és az egysejtű szervezetek, valamint az árapálytól függő változások feltárása elősegítené a műanyagszennyezéssel, a vízminőséggel és az egészséggel foglalkozó jövőbeli szakpolitika további megalapozását.
Megjegyzések
1. Ez a sósvíz-tűrő nemzetség magában foglalja a Vibrio cholerae fajt – amely kolerát okoz – és a V. parahaemolyticus fajt, amely gastroenteritist okozhat.
2. Például: Pinto M, Langer TM, Hüffer T, Hofmann T, Herndl GJ. (2019) A műanyag biofilmekhez kapcsolódó bakteriális közösségek összetétele különbözik a különböző polimerek és a biofilm szukcessziójának szakaszai között. PLoS ONE 14(6): e0217165.
Hivatkozás:
Philip, L., Chapron, L., Barbe, V., Burgaud, G., Calvès, I., Paul-Pont, I., Thiébeauld, O., Sperandio, B., Navarro, L., Ter Halle, A., Eyheraguibel, B., Ludwig, W., Palazot, M., Kedzierski, M., Meistertzheim, A.-L. és Ghiglione, J.-F. (2024). Páneurópai tanulmány a bakteriális plasztiszféra sokféleségéről a folyók és tengerek közötti kontinuumok mentén. Environmental Science and Pollution Research, 1–17. o. https://doi.org/10.1007/s11356-024-35658-9
„Tudomány a környezetvédelmi politikáért”: Európai Bizottság, Környezetvédelmi Főigazgatóság, News Alert Service, szerkesztette: Science Communication Unit, The University of the West of England, Bristol.
Forrás: Európai Bizottság
