Najnovija dostignuća u području ekoloških istraživanja omogućila su razvoj inovativnih metoda za otkrivanje i praćenje mikroplastike i nanoplastike u vodenom okolišu, sedimentima i biološkim tkivima. Istraživači s teksaškog sveučilišta A&M istaknuli su mogućnost korištenja satelitskih slika za praćenje plastičnog onečišćenja u zaljevu Galveston i duž obale Teksasa.
Osim toga, prema časopisu, međunarodna skupina istraživača potvrdila je učinkovitost ultraosjetljivih analitičkih metoda. Ove inovacije jačaju globalne kapacitete za praćenje onečišćenja plastikom i utiru put budućim regulatornim mjerama i mjerama upravljanja okolišem.
Mikroplastika se definira kao plastične čestice veličine do pet milimetara, dok nanoplastika ima dimenzije od jedan do tisuću nanometara. Ovi materijali nastaju kao rezultat usitnjavanja većih plastičnih predmeta ili se proizvode izravno u obliku mikrogranula i sintetičkih vlakana.
Njihova je prisutnost dokumentirana od arktičkih regija do dubokog oceanskog dna, kao i u tkivima riba, mekušaca i ljudi. Mikroskopska veličina ovih zagađivača pridonosi njihovom kretanju u vodenim strujama i njihovom nakupljanju u morskim organizmima i kroz hranidbeni lanac.
„Zbog njihove veličine izuzetno ih je teško filtrirati i mjeriti, posebno u dinamičnom oceanskom okruženju“, objasnio je dr. Karl Kaiser, voditelj grupe na teksaškom sveučilištu A&M. Istraživanja pokazuju da mikroplastika može djelovati kao prijenosnik hidrofobnih zagađivača i oslobađati kemijske aditive, povećavajući rizike za okoliš.
Čak i bez povezanih otrovnih tvari, njihovo nakupljanje u tkivima može izazvati upalne reakcije i dovesti do zdravstvenih problema kod riba, a potencijalno i kod ljudi. Bioakumulacija plastike na planetarnoj razini naglašava hitnu potrebu praćenja tih zagađivača i njihovog utjecaja na ekosustave.
S tehnološke strane, skupina predvođena Kaiserom predložila je korištenje satelitskih optičkih senzora za određivanje koncentracije mikroplastike na temelju promjena refleksije i boje obalnih voda.
Ova metoda kombinira optičke satelitske podatke i uzorkovanje sedimenta, kalibrirajući algoritme koji povezuju suspendirane čestice s prisutnošću mikroplastike u vodi.
Prema teksaškom sveučilištu A&M, inovacija se sastoji u obuci algoritama sposobnih za korelaciju spektralne refleksije s koncentracijom mikroplastike, što će omogućiti retrospektivno praćenje pomoću arhiviranih satelitskih slika. „Moderni uređaji već omogućuju identifikaciju suspendiranih sedimenata pomoću satelita; ali oni još nisu korišteni za plastiku“, rekao je Kaiser.
Tvrtka pretpostavlja da se ovaj pristup može prilagoditi za praćenje drugih postojanih zagađivača, kao što su perfluoroalkilne tvari i poliklorirani bifenili. Time će se proširiti mogućnosti predviđanja i sprječavanja onečišćenja okoliša.
Časopis je paralelno objavio rezultate validacije laboratorijske metode temeljene na pirolitičkoj plinskoj kromatografiji u kombinaciji s tandemskom masenom spektrometrijom. Ovaj postupak omogućuje vrlo precizno određivanje koncentracije dvanaest uobičajenih polimera, kao što su polietilen, polipropilen, polivinil klorid i najlon-66, u koncentracijama u rasponu od 1 do 126 nanograma.
Analiza zahtijeva pripremu uzorka prilagođenu svakoj matrici: filtraciju za vodu, ekstrakciju pod pritiskom za sedimente i enzimatsko cijepanje za biološka tkiva. Značajan problem bio je utjecaj lipida u biološkim uzorcima, što je otežavalo analizu pojedinih polimera.
Autori su razvili korekciju temeljenu na preliminarnom mjerenju lipida, koja je osigurala točnost s relativnim standardnim ostacima manjim od 11% u vodi i sedimentu i odgovarajuće rezultate u tkivima, prema matrici.
Studija, objavljena u časopisu, pokazuje da nova metoda omogućuje detaljnu detekciju u različitim uzorcima okoliša. Stupanj ekstrakcije varirao je od 73% do 137% u vodi i sedimentu, a za glavne polimere u mišićnom tkivu ribe – od 94% do 111%, čak i pri visokom sadržaju lipida.
Povećana osjetljivost trostrukih kvadrupolnih detektora osigurava preciznu identifikaciju i kvantifikaciju plastičnih zagađivača na rezidualnim razinama, što olakšava sustavno praćenje.
Studije su u zaljevu Galveston otkrile veće koncentracije mikroplastike nego u drugim obalnim područjima Sjedinjenih Država. Prema podacima objavljenim u časopisu Analytical Chemistry, u uzorcima površinskih voda sadržaj mikroplastike kretao se od 2 do 35 mikrograma po litri, dok se u uzorcima sedimenta kretao od 6,9 do 185,9 mikrograma po gramu suhe mase.
U tkivima su se vrijednosti kretale od 0,1 do 13,3 miligrama po gramu, a posebno visoke koncentracije zabilježene su u kamenicama (između 7,4 i 22,6 miligrama po gramu) i plavoperajnoj tuni. To ukazuje na proces nakupljanja u hranidbenom lancu. Kako su primijetili Gan i njegovi kolege: „Metoda je potvrdila nakupljanje plastike ne samo u vodi, već iu tkivima riba i mekušaca, što ukazuje na njezin prijenos u prehrambenom lancu.“
Integracija satelitskog praćenja i laboratorijske analize nudi komplementarne prednosti. Daljinsko praćenje pruža proširenu geografsku pokrivenost i omogućuje prepoznavanje povijesnih trendova. Laboratorijska analiza omogućuje osjetljivost i preciznost, što je bitan faktor za donošenje odluka u području zaštite zdravlja i okoliša.
Ti bi alati mogli ojačati odgovor regulatornih tijela i doprinijeti razvoju učinkovitijih politika kako u područjima zahvaćenim aktivnostima plastične industrije tako iu procjeni rizika od hrane.
Dostupni podaci pokazuju da onečišćenje mikroplastikom i nanoplastikom utječe na sve vrste analiziranih uzoraka okoliša. Postojanost ovih materijala i njihova sposobnost nakupljanja u hranidbenom lancu zahtijeva stalno praćenje i kontrolu u morskim i kopnenim ekosustavima.
