mikroplastik – Šance na profilaci

Obrázek 1: Pro podrobné hodnocení je třeba vzít v úvahu také následující: Mikroplast je často nejen plast, ale může obsahovat stopy neúmyslně vnesených a potenciálně nebezpečných látek. Patří sem například antimon z antimontrioxidového katalyzátoru, rtuť, olovo, kadmium a mnoho dalších. Tyto stopy kontaminace lze sledovat kombinovanou analýzou kontaminačních dat a srovnávacími daty, například pomocí kombinace EDX (energeticky disperzní rentgenová fluorescenční spektroskopie) a FTIR (Fourierova transformace infračervené spektroskopie) spolu s „EDXIR softwarem“ pro současné zpracování dat z obou metod. (Obrázek: Shimadzu)

Mikroplast je ve společnosti přijatý v dvojnásobném smyslu. Chemicko-analyticky se již prokázal v trávicím traktu, v krvi, míze a játrech zvířat1 a dokonce i ve stolici lidí2. Mikroplastik je také přijat jako politické téma pro širokou veřejnost – podnět pro vědce, aby přinesli světlo a pořádek do složité oblasti a ukázali možný potřebu zásahu pro zúčastněné firmy.

„Kdo se jako vědec zabývá environmentálními problémy, dnes nemůže obejít mikroplastik,“ říká jasně prof. Dr. Bernd Nowack z Environmental Risk Assessment and Management Group na Empa ve St. Gallen. „Ale je důležité definovat, o čem přesně mluvíme. Podstatným rozlišením je mikroplastik primární a sekundární.“

Účelně používané plasty

Obecně se plastové částice menší než 5 milimetrů označují jako mikroplastik. Primární jsou do určitých produktů speciálně přidávány, aby dosáhly určitých vlastností, například takzvané mikroperly do kosmetiky. Ty mají sloužit jako peeling pro pokožku, působit jako výplň nebo filmotvorné látky a regulovat viskozitu – zjevně skutečné všestranné materiály.

Také v technických procesech hraje mikroplastik roli. Studie univerzity Basilej například odhalila iontové výměnné kuličky z iontově-výměnných pryskyřic (například na polystyrenové bázi) v Rýnu.3

U primárního mikroplastiku může výrobce něco udělat. Mnozí využívají příležitosti a například nahrazují syntetické polymery přírodními (například vlašské ořechové skořápky). Sekundární mikroplastik, tedy plastový odpad, představuje problém s likvidací. Vzniká například všude tam, kde při praní uvolňují mikrovlákna z polyesterových textilií.4

U jak spotřebitelů, tak u chemicko-farmaceutických procesů je třeba zvýšit povědomí: Mohlo by se při manipulaci s materiálem uvolnit mikroplastik a dostat se do povrchových vod? Mohlo by se z procesu samo uvolnit mikroplastik do životního prostředí (například výše zmíněné kuličky z iontově-výměnných pryskyřic)?

Tato otázka je o to naléhavější, že modelování Institutu materiálového výzkumu Empa ve St. Gallen, ve spolupráci s Federálním úřadem pro životní prostředí, přináší nové světlo na danou problematiku. Studie sice ještě nebyla publikována, ale již lze říci5: Sekundární mikroplastik hraje v celkové bilanci životního prostředí mnohem větší roli než primární. Analyzován byl tok materiálu u sedmi běžně používaných plastů: LDPE (polyethylen s nízkou hustotou), HDPE (polyethylen s vysokou hustotou), PP (polypropylen), PS (polystyren), EPS (expandovaný polystyren / pěnový polystyren), PVC (polyvinylchlorid) a PET (polyethylentereftalát). Logicky by se při této analýze nemělo mluvit obecně o mikroplastiku, ale o mikro-LDPE, mikro-HDPE atd. Analýza toku materiálu se v podstatě zaměřuje na otázku: Jaké množství určitého plastu se vyrábí? Jak jsou odpady sbírány a likvidovány? Jak se například dostávají zbytky do vod?

Požadavek na analytiku plastů

V tomto ohledu vědci nejprve zjistili: ke sběru vzorků se někdy používala planktonová síť v řece „a lov se analyzoval pod mikroskopem. Plastové látky a zejména mikroplastik lze tímto způsobem identifikovat. „Celkově jsme zaznamenali jak při sběru vzorků, tak při analýze nekonzistentní metody, často pouze kvalitativní výsledky a nedostatečnou srovnatelnost použitých metod mezi sebou,“ shrnuje své zkušenosti prof. Nowack.

Větší význam a vyšší složitost oproti mikroplastiku v povrchových vodách má analýza půdy. Protože zde končí hlavní podíl, je třeba kvantifikovat polymer-uhlík v bohaté uhlíkové matrici, což často vyžaduje použití velmi agresivních rozpouštědel. Je zde velká potřeba analytického výzkumu, validace a harmonizace metod.

Ochranné pneumatikové opotřebení jako významná výzva

Jednou z analytických specializací s rostoucím významem je opotřebení pneumatik. V posledních letech se zde shromáždilo stále více mikroplastiku, které se usadilo v půdě. Současně však analytici chemie poměrně zřídka hledali, protože je obtížné identifikovat pneumatikovou gumu v životním prostředí – obzvlášť složitější než například polyethylen.

Určitou úlevu přináší odhady rizika mikroplastiku podle směrnice EU REACH. Ty ukázaly velmi nízké hodnoty.5

„Občas je třeba použít mikroplastik v gramech na litr, aby reakci prokázaly například vodní biotopy, jako jsou Daphnie,“ poznamenává prof. Nowack. „Plast je totiž velmi inertní. Takže problém mikroplastik může být menší, než se obecně myslí. Určitě však existují v Asii určitá říční území s mírně vyšším rizikovým faktorem.“

V Evropě je ekologicko-toxikologické riziko mikroplastiku nízké, ale nelze ho úplně vyloučit. Domácí vědci také poukazují na známky, že mikroplastik může poškozovat trávicí trakt tím, že podporuje zánětlivé reakce nebo prostřednictvím vstřebávání různých doprovodných látek.2

Proto je v oblasti výzkumu stále potřeba více studií o mikroplastiku. Jeho minimalizace v chemických, farmaceutických a biotechnologických procesech se jeví jako rozumná na základě současného stavu vědy, stejně jako optimalizace analytických metod pro zachycení mikroplastiku. To také znamená: kdo pracuje jako výrobní podnik nebo laboratoř podle stavu techniky a má v určitých oblastech náskok, má zde ideální příležitost se v soutěži prosadit.

Literatura

1. http://www.chemie.de/news/1158036/erstmals-mikroplastik-im-menschen-nachgewiesen.html?WT.mc_id=ca0259 (přístup 21.2.2019).
2. Hodnocení koncentrací mikroplastiku ve stolici lidí – předběžné výsledky prospektivní studie; Philipp Schwabl, Bettina Liebmann, Sebastian Köppel, Philipp Könighshofer, Theresa Bucsics, Michael Trauner, Thomas Reiberger; představeno v rámci UEG Week 2018 ve Vídni dne 24. října 2018 [dle citace v literatuře 1].
3. Mani T, Blarer P, Storck FR, Pittroff M, Wernicke T, Burkhardt-Holm P: Opakované zjištění mikroperel z polystyrenu v řece Rýn. Environ Pollut 2019 Feb;245:634-641.
4. Hernandez E, Nowack B, Mitrano DM: Polyesterové textilie jako zdroj mikroplastů z domácností: Mechanistická studie k pochopení uvolňování mikrovláken při praní. Environ Sci Technol 2017, 51, 7036-7046.
5. Adam V, Yang T, Nowack B: Směrem k ekologicko-toxikologickému hodnocení mikroplastiků: srovnání dostupných dat o nebezpečí a expozici ve sladkých vodách. Environmental Toxicology and Chemistry 2019;38(2):436-447.