Mikroplastiki. Czy powinny budzić nasz niepokój? Cykl: “Nauki Rolnicze XXI Wieku”

Żyjemy w epoce plastiku (1), który przeniknął do niemal każdej sfery naszego życia, począwszy od przedmiotów codziennego użytku a kończąc na złożonych procesach technologicznych. Produkcja tworzyw sztucznych systematycznie wzrasta od lat 50. ubiegłego wieku i osiąga obecnie poziom ponad 400 mln ton rocznie (2).

Ze wzrostem produkcji tworzyw polimerowych rośnie ilość odpadów plastikowych. Obok odpadów widocznych gołym okiem, w naszym otoczeniu występuje tzw. mikroplastik. Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (European Food Safety Authority) definiuje mikroplastik jako heterogeniczną mieszaninę różnego kształtu materiałów w postaci włókien, granulek, śrutu, płatków o wielkości w zakresie od 0,1 μm do 5 mm (3). W składzie mikroplastiku dominują polipropylen, polietylen i polistyren oraz włókna nylonowe, poliestrowe i akrylowe. Drobiny plastiku występują w wodzie, glebie, powietrzu oraz żywności, a ich ilość jest trudna do oszacowania. Co więcej, mogą być one transportowane na duże odległości, docierając tym samym do bardzo odległych miejsc na Ziemi. Świadczą o tym wyniki badań potwierdzające obecność mikroplastików na Antarktydzie i Arktyce oraz w Rowie Mariańskim (4).

Biorąc pod uwagę pochodzenie tych mikrozanieczyszczeń, możemy je podzielić na dwie kategorie, tj. pierwotne i wtórne. Do pierwszej grupy zaliczają się cząstki, które ze względu na swoje zastosowanie zostały celowo wyprodukowane w tak niewielkim rozmiarze. Wśród nich można wymienić drobiny polimerowe stosowane w środkach czyszczących (chemia gospodarcza i przemysłowa) i kosmetykach (kremy, żele do mycia, peelingi, szampony, pasty do zębów, produkty do makijażu), a także jako składniki substancji powłokotwórczych (farby, lakiery) czy granulaty tworzyw sztucznych wykorzystywane w przetwórstwie (1, 3, 5). W 2023 roku zostało znowelizowane Rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1907/2006 REACH (Registration, Evaluation and Authorisation of Chemicals), które ma ograniczać m.in. celowe wprowadzanie mikroplastiku do produktów. Z kolei mikroplastiki wtórne są wynikiem fragmentacji tworzyw polimerowych. Fragmentacja plastikowych odpadów może być wynikiem erozji mechanicznej, starzenia się tworzywa polimerowego pod wpływem warunków atmosferycznych (temperatura, promieniowanie UV) lub następstwem użytkowania materiałów np. syntetycznych ubrań i innych tekstyliów, opon, obuwia, sieci rybackich itp. (3). Według raportu Międzynarodowej Unii Ochrony Przyrody (IUCN) blisko dwie trzecie globalnej emisji mikroplastików do mórz i oceanów pochodzi ze źródeł wtórnych takich jak pranie tkanin syntetycznych (ok. 35%) i ścieranie się opon samochodowych podczas jazdy (ok. 28%), (5) (ryc. 1).

Ryc. 1. Źródła mikroplastiku w środowisku wodnym wg IUCN (5).

Mikroplastiki są obecne w ekosystemach wodnych (ryc. 2). Mogą przedostawać się do zbiorników wodnych i rzek na wiele różnych sposobów: w wyniku bezpośredniej degradacji odpadów z tworzyw sztucznych obecnych w wodzie lub pośrednio, tj. przy udziale ścieków komunalnych i przemysłowych oraz ze spływami powierzchniowymi i depozycjami atmosferycznymi. Drobiny plastiku są spożywane przez organizmy wodne reprezentujące różne poziomy troficzne, w tym bezkręgowce (np. małże), ryby, ptaki i ssaki morskie. W ten sposób mikrodrobiny plastiku przenikają do kolejnych elementów łańcucha pokarmowego, stwarzając potencjalne zagrożenie dla ludzi spożywających produkty pochodzące z zanieczyszczonych akwenów (np. ryby, owoce morza) (3, 4).

Cząstki tworzyw sztucznych występują również w wodzie wodociągowej. Ich obecność w wodzie pitnej zależy od efektywności stacji uzdatniania pod względem eliminacji mikrozanieczyszczeń oraz pośrednio od odporności tworzyw sztucznych wchodzących w skład systemu wodociągowego na ścieranie (4).

Ryc. 2. Źródła mikroplastiku w środowisku wodnym

Mikrodrobiny plastiku występują nie tylko w ekosystemach wodnych, ale także lądowych, w tym w agroekosystemach. Ich źródłem są między innymi odpady i ściółki z tworzyw sztucznych, komposty z dodatkiem osadów ściekowych, a także ścierające się opony, opady atmosferyczne i woda wodociągowa, stosowana do podlewania roślin. Zanieczyszczenia te wpływają m.in. jakość i zdrowotność gleby. Drobiny plastiku mogą być pobrane ze środowiska przez organizmy glebowe, takie jak małe kręgowce, pierścienice, a także rośliny i włączone do łańcuchów troficznych (6, 7).

Mikroplastiki występują również w powietrzu, którym oddychamy. Cząstki te są emitowane do atmosfery ze składowisk odpadów, gospodarstw rolnych, ze zużywających się opon samochodowych i tworzyw sztucznych oraz podczas procesów przemysłowych. Głównymi źródłami mikrodrobin plastiku w środowisku wewnętrznym są tapicerowane meble, odzież i inne tekstylia, powłoki ścienne oraz … korzystanie z drukarek. W powietrzu wewnątrz budynków jest na ogół więcej cząstek tworzyw sztucznych niż na zewnątrz (8, 9).

Mikrocząstki plastiku obecne są w produktach spożywczych takich jak miód, mleko, woda butelkowana, piwo, owoce, warzywa oraz sól morska, ryby i owoce morza (4, 9). Należy podkreślić fakt, że za zanieczyszczenie żywności mikroplastikami mogą być odpowiedzialne również opakowania wykonane z tworzyw sztucznych, takie jak woreczki, plastikowe butelki czy torebki na herbatę (4), (ryc. 3).

Ryc. 3. Migracja mikroplastiku w środowisku i konsumpcja przez ludzi

Mikroplastiki stanowią zanieczyszczenie o charakterze globalnym, o czym świadczy ich obecność w różnych ekosystemach, a ich negatywny wpływ na środowisko jest wzmacniany przez zanieczyszczenia organiczne i metale ciężkie akumulowane na powierzchni cząstek (4, 8). Spożywanie oraz wdychanie drobin plastiku stanowi niebezpieczeństwo dla zdrowia ludzi i zwierząt ze względu na wprowadzanie tych mikrozanieczyszczeń bezpośrednio do wnętrza organizmu, translokację oraz akumulację w różnych narządach i tkankach (8, 9). Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) i Europejska Agencja Chemikaliów (ECHA) uznały mikrocząstki plastiku za potencjalne zagrożenie dla środowiska i zdrowia człowieka, gdyż mogą one zakłócać równowagę ekosystemów, co w konsekwencji może prowadzić do globalnych i długoterminowych zmian (9). W obliczu tych zagrożeń istotne jest podjęcie działań w celu ograniczenia produkcji tworzyw sztucznych, promowania recyklingu i gospodarki o obiegu zamkniętym, a przede wszystkim podnoszenie świadomości nas wszystkich.

dr hab. Barbara Futa, prof. Uczelni
dr inż. Joanna Gmitrowicz-Iwan
Instytut Gleboznawstwa, Inżynierii i Kształtowania Środowiska
Wydział Agrobioinżynierii

Thompson R. C., Swan S. H., Moore C. J., vom Saal F. S. 2009. Our plastic age. Trans. R. Soc. B, 364, 1973–1976. doi: 10.1098/rstb.2009.0054
Plastics – the fast Facts 2023. Plastics Europe. https://plasticseurope.org/knowledge-hub/plastics-the-fast-facts-2023/ (data dostępu 26.07.2024 r.)
Samsonowska K., Kaszuba A. 2022. Mikroplastik w środowisku naturalnym. Polimery, 67, 28-33. doi.org/10.14314/polimery.2022.1.4
Bogdanowicz A. 2022. Mikroplastiki – czy są dla nas szkodliwe? Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 5, 12-15. DOI: 10.15199/17.2022.5.2
Boucher J., Friot D. 2017. Primary Microplastics in the Oceans: a Global Evaluation of Sources. IUCN, Gland, Switzerland. https://doi.org/10.2305/IUCN.CH.2017.01.en
Ratajczak E., Mośkowiak I., Staszak A.M. 2021. MIKROplastik – MEGAproblemem. Wszechświat, 122, nr 1–3, 68-72.
Rillig M.C., Ingraffia R. de Souza Machado A.A. 2017. Microplastic Incorporation into Soil in Agroecosystems. Plant Sci. 8:1805. doi: 10.3389/fpls.2017.01805
Zhang Q., Xu E. G., Li J., Chen Q., Ma L., Zeng E., Shi H. 2020. A Review of Microplastics in Table Salt, Drinking Water, and Air: Direct Human Exposure. Sci. Technol.2020, 54, 7, 3740–3751. doi.org/10.1021/acs.est.9b04535
Sawicka D., Chojnacka-Puchta L., Zapór L., Miranowicz-Dzierżawska K., Skowroń J. 2024. Drogi ekspozycji mikro- i nanoplastiku oraz potencjalne toksyczne efekty ich działania na zdrowie człowieka. Med Pr Work Health Saf., 75 (1), 81-96.