Mikroplastik – Profilozási lehetőség

Ábra 1: Egy differenciált értékeléshez figyelembe kell venni a következőket is: A mikroplasztik gyakran nemcsak műanyag, hanem esetleg nyomokat tartalmazhat véletlenül bejuttatott és potenciálisan veszélyes anyagokból. Ide tartozik például az antimon az antimon-trioxid katalizátorból, higany, ólom, kadmium és még sok más. Ezeket a nyomokban található szennyeződéseket kontaminációs adatok és adatösszehasonlítások kombinációjával lehet nyomon követni, például az EDX (energiedispersive X-ray fluorescence spectroscopy) és FTIR (Fourier-transform infrared spectroscopy) módszerek kombinációjával, valamint az „EDXIR” szoftverrel, amely lehetővé teszi mindkét módszer adatainak egyidejű feldolgozását. (Kép: Shimadzu)

A mikroplasztik két értelemben is jelen van a társadalomban. Kémiai-analitikai szempontból már kimutatható volt az állatok gyomor-bél traktusában, vérben, nyirokban és májban1, sőt még az emberek székletében is.2 A mikroplasztikát politikai témaként is elfogadták a széles nyilvánosság számára – ösztönözve a kutatókat, hogy fényt derítsenek a komplex területre, és felhívják a figyelmet a részt vevő vállalatok esetleges teendőire.

„Aki környezetvédelmi problémákkal foglalkozó kutató, ma már nem kerülheti el a mikroplasztik kérdését” – mondja egyértelműen Prof. Dr. Bernd Nowack az Empa St. Gallen-i Környezeti Kockázatértékelő és -kezelő Csoportjától. „De fontos meghatározni, miről is beszélünk pontosan. Egy lényeges különbség a primer és szekunder mikroplasztik között van.”

Célzottan alkalmazott műanyagok

Általánosságban a 5 milliméternél kisebb méretű műanyag részecskéket mikroplasztiknak nevezik. A primer mikroplasztikokat különösen hozzáadják bizonyos termékekhez, hogy speciális tulajdonságokat érjenek el, például a kozmetikai mikrogyöngyöket. Ezek a bőrradírozó hatásért, friss megjelenést kölcsönöznek, töltő- vagy filmbelépítőként működnek, és a viszkozitást szabályozzák – látszólag igazi sokoldalú anyagok.

Így a mikroplasztik szerepet játszik technikai folyamatokban is. Egy, a Basel-i Egyetem által végzett tanulmány például ioncserélő gyöngyöket mutatott ki a Rajnán, amelyek ioncserélő gyantákból (pl. polisztirol alapúak) származnak.3

A primer mikroplasztik esetében a gyártó tehet valamit. Sokan kihasználják az alkalmat, és például szintetikus polimereket természetes anyagokra (pl. dióhéjra) cserélnek. A szekunder mikroplasztik, vagyis a műanyag hulladék, azonban problémát jelent a hulladékkezelés szempontjából. Ez például akkor keletkezik, amikor mosás közben műszálas poliészter textíliákból mikrogyöngyök szabadulnak ki.4

Mind a végfelhasználók, mind a kémiai-farmakológiai folyamatok esetében fontos a tudatosság erősítése: Felmerülhet-e, hogy a anyagkeverék során mikroplasztik leválhat és bekerülhet a felszíni vizekbe? Kikerülhet-e a folyamatból mikroplasztik a környezetbe (pl. a fent említett ioncserélő gyöngyök)?

Ezek a kérdések annál sürgetőbben merülnek fel, mivel a St. Gallen-i Empa Anyagkutató Intézet modellje, együttműködve a Szövetségi Környezetvédelmi Hivatallal, új fényt vet a témára. A tanulmány még nem került publikálásra, de már elmondható5: a szekunder mikroplasztik sokkal nagyobb szerepet játszik az összes környezeti mérlegben, mint a primer. Az anyagáramlást hét gyakran használt műanyag típus esetében elemezték: LDPE (alacsony sűrűségű polietilén), HDPE (nagy sűrűségű polietilén), PP (polipropilén), PS (polisztirol), EPS (expandált polisztirol/habosított polisztirol), PVC (polivinil-klorid) és PET (polietilén-tereftalát). Ennek következtében nem általánosan beszélünk mikroplasztikról, hanem mikro-LDPE, mikro-HDPE stb. A vizsgálat alapvetően arra kérdésre keresi a választ: Mennyit gyártanak egy adott műanyagból? Hogyan gyűjtik és ártalmatlanítják a hulladékokat? Hogyan kerülhetnek a maradék mennyiségek például a vízbe?

A műanyag-analitika iránti igény növekszik

A kutatók először megállapították: mintavételhez néha planktonhálóval „fogtak” a folyóban, és a fogást mikroszkóppal elemezték. Így azonosíthatóak a műanyagok, különösen a mikroplasztik. „Összességében azt tapasztaltuk, hogy a mintavétel és az elemzés módszerei nem egységesek, gyakran csak kvalitatív eredményeket adnak, és hiányzik az összehasonlíthatóság a különböző eljárások között” – összegzi Prof. Nowack tapasztalatait.

Az elemzés nagyobb jelentőséggel és nehézséggel jár a talaj mikroplasztikában. Mivel itt landol a fő tömeg, és a polimerek szén-tartalmát kell meghatározni egy szénben gazdag mátrixban, ami gyakran csak nagyon erős oldószerekkel lehetséges. Itt nagy szükség van az analitikai kutatásra, módszerek validálására és egységesítésére.

A gumiabroncsok kopása mint kiemelt kihívás

Az egyik növekvő jelentőségű analitikai szakterület a gumiabroncsok kopásának vizsgálata. Az elmúlt években egyre több mikroplasztikát szabadítottak ki, amelyek a talajban rakódtak le. Ugyanakkor az analitikai vegyészek ritkán keresték ezeket, mivel a gumiabroncs gumi anyagának azonosítása környezeti mintában nehéz – különösen nehezebb, mint például a polietiléné.

Bizonyos mértékű megnyugvás adható a mikroplasztik kérdésében az EU REACH vegyi anyagokra vonatkozó szabályozásán alapuló kockázatértékelés szerint. Ez nagyon alacsony értékeket mutatott.5

„Előfordulhat, hogy mikroplasztikot gramm per liter egységben kell mérni, hogy a „bioszenzorként” működő Daphnia fajok reagáljanak” – jegyzi meg Prof. Nowack. „A műanyag nagyon inert anyag. Így a „mikroplasztik-probléma” lehet, hogy kisebb, mint általában gondolnánk. Egyértelműen vannak azonban bizonyos ázsiai folyók, ahol magasabb a kockázat.”

Európában a mikroplasztik által okozott ökotoxikológiai kockázat alacsony, de nem zárható ki teljesen. A helyi kutatók arra is utalnak, hogy a mikroplasztik gyulladásos reakciók fokozásával vagy különböző kísérő anyagok felszívásával károsíthatja a gyomor-bél traktust.2

Ezért a mikroplasztik kutatásában még jelentős hiányosságok vannak. Minimálisra csökkentése kémiai, gyógyszerészeti és biotechnológiai folyamatokban a tudomány jelenlegi állása szerint tanácsos, ugyanígy az analitikai módszerek fejlesztése és egységesítése is. Ez azt is jelenti, hogy a gyártó vagy laboratóriumi szinten a technika élén járók számára ideális lehetőség a versenyben való kiemelkedésre.

Irodalom

1. http://www.chemie.de/news/1158036/erstmals-mikroplastik-im-menschen-nachgewiesen.html?WT.mc_id=ca0259 (hozzáférés: 2019.02.21).
2. A mikroplasztik koncentrációjának értékelése az emberi székletben – Előzetes eredmények egy jövőbeli tanulmányból; Philipp Schwabl, Bettina Liebmann, Sebastian Köppel, Philipp Könighshofer, Theresa Bucsics, Michael Trauner, Thomas Reiberger; bemutatva az UEG Week 2018 keretében Bécsben 2018. október 24-én [az irodalom első pontja szerint].
3. Mani T, Blarer P, Storck FR, Pittroff M, Wernicke T, Burkhardt-Holm P: Polisztirol mikrogyöngyök ismételt kimutatása a Rajna alsó folyásánál. Environ Pollut 2019 febr;245:634-641.
4. Hernandez E, Nowack B, Mitrano DM: Poliészter textíliák mint mikroplasztik forrásai háztartásokban: mechanikus tanulmány a mikrofonbélkibocsátás megértéséhez mosás közben. Environ Sci Technol 2017, 51, 7036-7046.
5. Adam V, Yang T, Nowack B: Az ökotoxikológiai kockázatértékelés irányába a mikroplasztik esetében: összehasonlítás a rendelkezésre álló veszély- és expozíciós adatok között édesvizekben. Environmental Toxicology and Chemistry 2019;38(2):436-447.