Reklamówka w oceanie i czy bać się zmieraczka zwyczajnego?

Od dłuższego już czasu problem zanieczyszczenia mórz odpadami tworzyw sztucznych jest przedmiotem troski o środowisko naturalne, jednak dopiero od przełomu wieków małe plastikowe fragmenty, włókna i granulki, zwane łącznie "mikroplastikami", uważane są za zanieczyszczenia.

Mikroplastikom, w zależności od badań, przypisywano różne przedziały wielkości, a to: <5 mm, 2-6 mm, < 2mm, <1 mm. David Barnes w 2009 zaproponował podział drobin plastiku na wielkości: makro (>20 mm średnicy), mezo (5-20 mm) i mikro (<5 mm). Od 2016 cząstki plastiku o wielkości poniżej 100 nm, klasyfikuje się w kategorii nano.

Istnieje wiele dróg, za pomocą których drobiny plastiku dostają się do środowiska morskiego. Jednym ze źródeł zanieczyszczania mórz mikroplastikami, oprócz produkcji przemysłowej, są mikrowłókna i mikrogranulki stosowane w kosmetykach (takich jak pasty do zębów i żele pod prysznic). Brytyjski Komitet ds. Audytu Środowiskowego Izby Gmin, podaje, iż w czasie jednej tylko kąpieli pod prysznicem do morza trafia nawet 100 000 cząstek tworzyw sztucznych. Istotnym źródłem zasilania mórz i oceanów w mikroplastiki jest również fragmentacja większych odpadów tworzywowych obecnych już w środowisku morskim.

Mikroplastiki, z powodu swoich rozmiarów, posiadają znaczną zdolność do rozprzestrzeniania się. Trafiają one do żołądków większej liczby gatunków morskich, gdyż są wcześniej pochłaniane przez osobniki znajdujące się na niższych szczeblach łańcucha pokarmowego.

W ramach, finansowanego przez Unię Europejską, projektu „Reconstructing abrupt Changes in Chemistry and Circulation of the Equatorial Atlantic Ocean: Implications for global Climate and deep-water Habitats” naukowcy z uczelni w Bristolu i Oksfordzie, prowadzący na prace na środkowym Atlantyku i południowo-wschodnim Oceanie Indyjskim, odkryli dowody na obecność mikrogranulek w pustelnikach, racznicach i strzykwach na głębokości od 300 do 1 800 metrów. Po raz pierwszy wykazano, że mikrodrobiny plastiku są pochłaniane przez organizmy żyjące na takich głębokościach.

- Głównym celem ekspedycji badawczej było zebranie mikrodrobin plastiku z głębin oceanicznych i znaleźliśmy ich tam mnóstwo - stwierdziła autorka raportu z badań, dr Michelle Taylor z Uniwersytetu Oksfordzkiego. - Szczególnie alarmujący jest fakt, że mikrodrobiny plastiku nie zostały znalezione na obszarach przybrzeżnych, tylko w głębinach oceanicznych, tysiące mil od zlokalizowanych na lądzie źródeł zanieczyszczenia. Kara Lavender Law z Sea Education Association w Massachusetts, w artykule „Plastics in the Marine Environment” podaje, iż ponad 230 gatunków morskich stworzeń „żywi się” mikroplastikami, w tym m.in. skorupiaki.

W opublikowanym przez Marine Pollution Bulletin artykule pt. „Ingestion and fragmentation of plastic carrier bags by the amphipod Orchestia gammarellus: Effects of plastic type and fouling load", naukowcy z Uniwersytetu w Plymouth udowadniają, iż same organizmy morskie również przyczyniają się do rozprzestrzeniania mikroplastików w środowisku wodnym.

Wspomniany w tytule artykułu skorupiak Orchestia gamarellus - zmieraczek zwyczajny to niewielki skorupiak, zamieszkujący wody przybrzeżne Europy Zachodniej i Północnej, którego bazą pokarmową jest detrytus, czyli martwa materia organiczna. Żywiąc się grubocząstkową materią organiczną (ang. coarse particulate organic matter CPOM), o cząstkach większych niż 1 mm, dostarcza drobnocząstkowej materii organicznej (ang. fine particulate organic matter FPOM) o cząstkach większych niż 0,5 μm i mniejszych od 1 mm, będącej źródłem pokarmu dla innych grup detrytusożerców.

O. gamarellus pełni zatem istotną rolę w ekosystemach, przyspieszając rozkład materii organicznej i w związku z tym - obieg materii w ogóle. Skorupiaki te wchodzą w skład bentosu - zespołu organizmów zwierzęcych związanych z dnem środowiska wodnego. W związku z faktem, iż 70% odpadków tworzywowych trafia do tego środowiska, należy się spodziewać, iż zmieraczki zwyczajne mają z tymi odpadami regularny kontakt.

Naukowcy postanowili sprawdzić zatem czy wspomniany skorupiak, z racji pełnionej przez siebie w ekosystemie funkcji, przyczynia się do rozdrabniania odpadów torebek foliowych oraz czy rodzaj tworzywa i jego zanieczyszczenie wpływa na tempo tego procesu.

W miarę upływu czasu, przebywające w morzu odpady z tworzyw sztucznych są „kolonizowane” przez różnego rodzaju mikro- i makro- organizmy, które tworzą na ich powierzchni powłokę organiczną, nazywaną biofilmem.

"Zanieczyszczenie" biofilmem plastiku niesie ze sobą szereg skutków. Odpady pokryte powłoką organiczną są chronione przed promieniami UV, co może zmniejszać tempo ich degradacji, możliwe jest też, że obecność powłoki organicznej zwiększa atrakcyjność tworzyw jako potencjalnego pożywienia dla szeregu organizmów.

Do badań użyto trzech rodzajów tworzyw sztucznych: polietylenu wysokiej gęstości (HDPE), tworzywa z dodatkiem oksybiodegradującym (d2w) oraz tworzywa ulegającego biodegradacji w warunkach kompostowania. Próbki tworzyw spoczywały zanurzone przez 4 tygodnie u wybrzeży Plymouth w celu pokrycia ich powłoką organiczną.

Do badań laboratoryjnych przygotowano po 10 próbek o powierzchni 1 cm² z każdego rodzaju tworzyw, zarówno pokrytych biofilmem jak i czystych. Na każdej z nich umieszczono po jednym skorupiaku. Taka sama liczba próbek kontrolnych była przechowywana w identycznych warunkach - jednakże do tych skorupiaki nie miały dostępu.

Eksperyment wykazał, iż skorupiaki rzeczywiście dokonywały defragmentacji próbek tworzywa. Znajdujące się w probówce mikroplastiki nosiły ślady rozciągania i odkształcania. Nie jest niestety jasne czy zostały one przeżute, połknięte i wydalone czy tylko przeżute a następnie odrzucone przez skorupiaki - gdyż nie znajdowały się w odchodach stałych a w cieczy znajdującej się na dnie próbek (w której również znajdowały się odchody). Profesor Richard Thompson kierujący badaniem, twierdzi iż konieczne byłyby dalsze prace w celu wyjaśnienia tej kwestii.

Odkładając na bok tą niezwykle intrygującą zagadkę, stwierdzić jednak należy iż wynik badania jest dowodem na to, że poprzez swoją działalność organizmy morskie przyczyniają się do rozprzestrzeniania mikroplastików w środowisku. Próbki kontrolne (bez obecności O. gammarellus) nie wykazały w czasie badania żadnych strat wagowych.

Okazało się również, że rodzaj użytego tworzywa nie miał żadnego wpływu na tempo procesu rozdrabniania; jednakże ilość „przerobionego” przez skorupiaki plastiku pokrytego biofilmem była czterokrotnie większa niż czystego. Naukowcy wyliczyli, że jeden skorupiak produkował średnio ponad 8 fragmentów z zanieczyszczonego plastiku. W tym samym czasie z czystego tworzywa sztucznego udawało mu się wygryźć ok. 2 fragmentów.

Na tej podstawie naukowcy wyliczyli, że w wyniku działalności morskich rozdrabniaczy jedna torebka foliowa zamieni się w 1,75 mln mikroskopijnych fragmentów.

Wg profesora Thompsona, działalność detrytusożerców powoduje możliwość zjadania mikroplastików przez szerszą liczbę organizmów, na coraz niższym stopniu łańcucha pokarmowego.

Należy też pamiętać o tym, iż nowoczesne tworzywa sztuczne zawierają szereg dodatków takich jak plastyfikatory, uniepalniacze czy środki antybakteryjne - rozdrabnianie tworzyw może zatem ułatwić przenikanie tych dodatków chemicznych do środowiska.

Niezwykle ważny jest również szkodliwy wpływ na ogólną kondycję organizmów „wchłaniających” mikroplastiki. Tworzywa zalegające w jelitach mogą prowadzić do zatorów, zastępują też wysokowartościowy pokarm organiczny. Raczej nie jest tajemnicą, iż organizmy karmione pożywieniem o niskiej wartości odżywczej charakteryzują się mniejszą wielkością, płodnością i co za tym idzie przeżywalnością.

Jak widać świat coraz uważniej przygląda się potencjalnym zagrożeniom generowanym przez zaśmiecanie tworzywami mórz i oceanów. W odpowiedzi na, wspomniany na początku artykułu, raport Komitetu ds. Audytu Środowiskowego Izby Gmin, brytyjski rząd zamierza wprowadzić z końcem 2017 r. zakaz stosowania mikrogranulek w kosmetykach i środkach czystości. Również Francja oraz Stany Zjednoczone podejmują kroki mające na celu wprowadzenie własnych ograniczeń.

Jak się jednak okazuje również wyrzucona reklamówka może być dla nas, stojących na szczycie łańcucha pokarmowego, poważnym zagrożeniem już w niedalekiej przyszłości. A przecież tak niedawno wydawało się, iż jest ona problemem jedynie żarłocznych wielbłądów.

W 2008 roku główny lekarz weterynarii Zjednoczonych Emiratów Arabskich poinformował, że setki wielbłądów umierają każdego roku z powodu spożywania plastikowych toreb pozostawionych na pustyni.

Dr Ulrich Wernery, dyrektor naukowy Central Veterinary Research Laboratory w Dubaju, powiedział anglojęzycznemu dziennikowi Gulf News, że zwierzęta spożywają plastikowe torby i liny, które następnie ulegają zwapnieniu w ich żołądkach. Treści te, których waga dochodzi do 60 kg, wypełniają żołądki wielbłądów i uniemożliwiają zwierzętom jedzenie, powodując powolną śmierć głodową.

A przecież wydawało się dotąd, iż poza doznaniami estetycznymi - widok walających się tu i ówdzie foliowych toreb - tak duże odpady nie niosą bezpośrednich zagrożeń. Trudno przecież oczekiwać abyśmy wiedzeni ciekawością zjadali reklamówki. Zła wiadomość to taka, iż należy się spodziewać, że prędzej czy później mikroplastiki pochodzące z toreb foliowych trafią również na nasze stoły.

Jacek Leszczyński

Literatura:
D.J. Hodgson, A.L. Bréchon, R.C. Thompson "Ingestion and fragmentation of plastic carrier bags by the amphipod Orchestia gammarellus: Effects of plastic type and fouling load", https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2017.11.057).

Matthews Cole, Pennie Lindeque, Claudia Halsband, Tamara S.Galloway "Microplastics as contaminants in the marine environment: A review", https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2011.09.025

David K. A. Barnes, F. Galgani, R. C. Thompson, M. Barlaz "Environmental accumulation and fragmentation of plastic debris in global environments", Philos. Trans. R. Soc. 2009. B 364 (1526), 1985–1998.

Kara Lavender Law "Plastics in the Marine Environment", Annual Review of Marine Science, Vol. 9:205-229, https://doi.org/10.1146/annurev-marine-010816-060409

"Reconstructing abrupt Changes in Chemistry and Circulation of the Equatorial Atlantic Ocean: Implications for global Climate and deep-water Habitats", http://cordis.europa.eu/project/rcn/100593_en.html

Al Arabiya News, 2008. https://www.alarabiya.net/articles/2008/01/24/44652.html