Jak wykazały dwa nowe badania Uniwersytetu Stanowego Oregon: małe cząsteczki z opon hamowały wzrost i powodowały niekorzystne zmiany behawioralne organizmów występujących w ekosystemach słodkowodnych i przybrzeżnych ujść rzek.

Odkrycia są częścią nieustających wysiłków naukowców mających na celu poznanie wpływu mikrodrobin plastiku i nanoplastików na ekosystemy wodne i organizmy wodne. Cząsteczki opon są jednym z najczęstszych rodzajów mikroplastików w ekosystemach wodnych.

Stacey Harper, Susanne Brander oraz kilkoro absolwentów i doktorantów w swoich laboratoriach, w tym Brittany Cunningham, Samreen Siddiqui, niedawno opublikowało dwa artykuły na temat badań cząstek w oponach w Chemosphere i Journal of Hazardous Materials.

„Koncentracja na mikroplastikach, a teraz i nanoplastikach, jest wciąż stosunkowo nowa” – powiedziała Stacey Harper, profesor stanu Oregon, który bada wpływ nanomateriałów na zdrowie i bezpieczeństwo oraz prowadził badania nad cząstkami opon w organizmach słodkowodnych. „Jesteśmy teraz w punkcie podejmowania decyzji politycznych, na które nie mamy wiedzy naukowej. Dlatego staramy się dostarczyć tę naukę”.

Kalifornia znajduje się na czele tego problemu, z przyjętą w zeszłym tygodniu ogólnostanową strategią dotyczącą mikroplastików. Przewidywane są podobne wysiłki na szczeblu federalnym i potencjalnie między innymi stanami, powiedziała Susanne Brander, adiunkt i ekotoksykolog w stanie Oregon, który prowadził przybrzeżne badania nad cząstkami opon, a także był współprzewodniczącym jednego z kilku naukowych zespołów doradczych, które pomogły w rozwoju strategii kalifornijskiej.

Cząsteczki opon składają się z materiałów, w tym gumy syntetycznej, wypełniaczy, olejów i innych dodatków. Naukowcy zauważają, że same cząsteczki i chemikalia, które wymywają, znane jako odciek, mogą mieć szkodliwy wpływ na organizmy wodne, z którymi mają kontakt.

Naukowcy przytaczają badania, które pokazują, że w okresie użytkowania opony samochodowej około 30% jej bieżnika ulega erozji i przedostaje się do środowiska. Przytaczają również niedawne badania, w których oszacowano, że w Stanach Zjednoczonych każdego roku ponad 1,5 miliona ton cząstek zużywających się opon przedostaje się do środowiska.

„W szczególności czuję, że w przypadku cząstek opon wszyscy mierzą, ile ich tam jest, ale bardzo niewiele grup mierzy ich wpływ” – powiedział Brander. „To jest naprawdę luka, którą próbowaliśmy tutaj załatać”.

W tym celu naukowcy ze stanu Oregon wystawili dwa organizmy modelowe, zarówno w ekosystemach słodkowodnych, jak i przyujściowych, na działanie różnych stężeń mikro- i nanocząstek opon oraz na odcieki powstałe w wyniku rozpadu cząstek opon. Mikrocząstki to fragmenty o długości mniejszej niż 5 milimetrów (0,20 cala). Nanocząsteczki są tak małe, że nie widać ich gołym okiem ani pod zwykłym mikroskopem.

W artykule dotyczącym ekosystemu przyujściowego, prowadzonym przez badaczkę podoktorancką Samreen Siddiqui, organizmami modelowymi były Inland Silverside i Mysid shrimp. Ustalenia badaczy obejmowały:

• Oba organizmy, po ekspozycji, znacząco zmieniły zachowania pływackie w stężeniach wykrytych w środowisku, takich jak zwiększone zamarzanie, zmiany w pozycji i całkowitej przebytej odległości, co, jak zauważają naukowcy, może prowadzić do zwiększonego ryzyka drapieżnictwa i wyzwań dla organizmów znaleźć jedzenie na wolności.

• Oba organizmy miały zmniejszony wzrost w zależności od poziomu narażenia na mikrocząstki opony. Ryby wystawione na działanie nanocząstek opon również miały zmniejszony wzrost.

• Odcieki wpływały na zachowanie, ale nie wpływały na wzrost żadnego z organizmów.

Odkrycia te doprowadziły badaczy do wniosku, że nawet przy obecnym poziomie zanieczyszczenia środowiska związanego z oponami, którego spodziewany jest wzrost, ekosystemy wodne mogą odczuwać negatywne skutki.

W artykule na temat ekosystemów słodkowodnych, prowadzonym przez studentkę Brittany Cunningham, organizmami modelowymi były embrionalne danio pręgowany i skorupiak Daphnia magna. Wśród ustaleń:

• Oba organizmy doświadczyły śmiertelności i nieprawidłowości rozwojowych z powodu narażenia na cząstki opon i odcieki.

• Odciek cząstek opon był głównym czynnikiem toksycznym dla obu organizmów.

• Narażenie na nanocząsteczki opon zwiększyło toksyczność w porównaniu z samym odciekiem.

Te odkrycia doprowadziły badaczy do wniosku, że chociaż w obu organizmach zaobserwowano toksyczność cząstek opon, ogólna wrażliwość na cząstki opon była różna. Uważają, że zrozumienie tych różnic jest ważne, aby zidentyfikować poziomy, przy których te zanieczyszczenia stają się toksyczne. Zauważają, że wiedza ta ma kluczowe znaczenie dla tworzenia ocen ryzyka, które wpływają na decyzje polityczne.

Naukowcy wspomnieli również o kilku sposobach ograniczania przedostawania się cząstek opon do środowiska. Obejmują one instalowanie ogrodów deszczowych po bokach dróg w celu wychwytywania cząstek opon, instalowanie urządzeń do wychwytywania cząstek w samochodach, opracowywanie opon o większej trwałości oraz inwestowanie w zieloną infrastrukturę, taką jak transport publiczny, która pozwala ludziom jeździć mniej.

Badania są wspierane przez grant National Science Foundation Growing Convergence Research Big Idea. Dotacja wspiera konsorcjum tworzyw sztucznych Pacific Northwest Consortium z siedzibą w stanie Oregon, którego współprzewodniczą Harper i Brander.

Harper i Brander mają siedzibę w Oregon State College of Agricultural Sciences. Harper ma również nominację w College of Engineering. Inni współautorzy artykułów to Bryan Harper, Sarah Hutton, John Dickens i Emily Pedersen.

###

irme.pl

Współpraca: Oregon State University