Az egy mikrométernél kisebb műanyagrészecskék világszerte elterjedtek. Az UFZ, az Utrechti Egyetem és a NIOZ (Hollandia) tengerkutató intézet kutatócsoportja nanoműanyagok után kutatva az Atlanti-óceán északi részén kutatott. Az eredmények azt mutatják, hogy apró műanyagrészecskék találhatók az óceán mérsékelt és szubtrópusi övezetei közötti összes mélységzónában. Tömeg tekintetében a nanoműanyagok mennyisége összehasonlítható a korábban talált mikroműanyagok mennyiségével. Ezért a nanoműanyagok sokkal fontosabb szerepet játszanak a tengeri műanyagszennyezésben, mint azt korábban feltételezték – írják a kutatók a Nature folyóiratban.
A műanyaghulladék világszerte szennyezi az óceánokat. Ezek a műanyagok károsítják a tengeri állatokat, amelyek nagyobb tárgyakba, például hálókba és zacskókba gabalyodnak, vagy a kisebb darabokat étellel keverik össze, ami elzárhatja vagy károsíthatja a gyomor-bél traktust. A mikro- és nanoméretű legkisebb műanyagrészecskék többsége kiválasztódik, de kisebb részük felszívódhat a bélfalon keresztül, és bejuthat a véráramba.
De mennyi nanoműanyag van valójában az óceánokban? A mai napig a legnagyobb tudományos figyelem a makro- és mikroméretű műanyagrészecskékre irányult, mivel méretük megkönnyíti a tanulmányozásukat. Az óceánok nanoműanyag-részecskék általi szennyezéséről eddig kevés mennyiségi adat állt rendelkezésre, mivel az egy mikrométernél kisebb műanyagrészecskék nagyon kicsik, könnyen módosíthatók, és gyakran nehéz megkülönböztetni őket más környezeti részecskéktől.
Egy 2020-as expedíció során, amely az RV Pelagia fedélzetén zajlott – Hollandia legnagyobb tengeri kutatóhajója és a Holland Királyi Tengerkutató Intézet (NIOZ) zászlóshajója –, a Helmholtz Környezetkutató Központ (UFZ) kutatói az Utrechti Egyetemmel együttműködve nanoműanyagokat vizsgáltak az Atlanti-óceán északi részén egy szelvény mentén – az európai kontinentális talapzat partjaitól a nyílt Atlanti-óceánon át a szubtrópusi észak-atlanti Gyre-ig, az Észak-Atlanti áramlási rendszeréig. A mintákat 12 megfigyelési ponton vették: a legfelső vízrétegben, körülbelül 10 méter mélységben, a közbenső rétegben, körülbelül 1.000 méter mélységben, majd 30 méterrel a tengerfenék felett. „Ezen megfigyelési pontok adataival megállapításokat tehetünk a nanoműanyagok vertikális és horizontális eloszlásáról az Atlanti-óceán északi részén” – mondja Dr. Dušan Materić, az UFZ vegyésze és a tanulmány vezető szerzője.
A vízminták elemzése során a kutatók nagy felbontású protonátviteli reakciós tömegspektrométert (PTR-MS) használtak termikus deszorpcióval (TD) párosítva a szerves nyomgázok koncentrációjának mérésére. Ez a TD-PTR-MS lehetővé teszi a mintákban lévő apró műanyagrészecskék elégetését. A melegítési folyamat során gázok szabadulnak fel, amelyeket aztán a tömegspektrométerben lehet meghatározni. „Mivel minden polimer saját, egyedi kémiai gázujjlenyomatot generál, azonossága és koncentrációja nagyon pontosan meghatározható” – mondja Dušan Materić, aki 2020-ban fejlesztette ki a módszertant az Utrechti Egyetemen.
Mind a 12 mérési helyszínen a kutatók nanoplasztikus részecskéket észleltek. „Olyan nagy mennyiségben vannak jelen mindenhol, hogy ökológiai szempontból már nem hagyhatjuk figyelmen kívül őket” – vonja le a következtetést az UFZ vegyésze. A kutatócsoport leggyakrabban polietilén-tereftalát (PET), polisztirol (PS) és polivinil-klorid (PVC) nanorészecskéket talált – ezek mind gyakori műanyagok, amelyeket például egyszer használatos és újrafelhasználható műanyag palackokban, fóliákban, eldobható ivópoharakban és eldobható evőeszközökben használnak. A kutatók szinte minden mérési ponton kimutatták ezeket a műanyagtípusokat a tengervíz legfelső rétegében. „Ez azért van, mert egyrészt a műanyag a légkörből terjed az óceán felszínén, másrészt pedig nagy részét a folyótorkolatokon keresztül szállítják” – magyarázza Dušan Materić. A közbenső rétegben, az oxigénben gazdag felszíni víz és az oxigénmentes mélyvíz közötti rétegben a PET nanorészecskék dominálnak. „Az Észak-Atlanti-óceán szubtrópusi örvényében nagyobb koncentrációban találtunk nanoplasztikus anyagokat, mint a örvényen kívül, amely az óceáni áramlatok miatt a mikroműanyagok felszíni felhalmozódási zónájaként ismert.” A kutatók a tengerfenék rétegében találták a nanoműanyagok legalacsonyabb koncentrációját. De még ott is minden mérési ponton kimutattak PET nanoműanyagokat. Több mint 4.500 méteres mélységben is találtak PET nanoműanyagokat, amelyek valószínűleg töredezett szintetikus ruhaszálakból származnak, de előfordulhat, hogy korábban ismeretlen dinamikus folyamatok eredményeként jöttek létre. „A nanoműanyagok és a nanorészecskék olyan kicsik, hogy a nagyobb részecskékre vonatkozó fizikai törvények gyakran már nem érvényesek” – mondja.
A kutatócsoportot az is meglepte, hogy egyik mérési ponton sem tudtak polietilént (PE) és polipropilént (PP) kimutatni. A PE és a PP például szemeteszsákokban és műanyag zacskókban található, amelyek gyakran műanyaghulladékként kerülnek az óceánokba. „Sok PE/PP mikroműanyag található az óceánok felszínén, de nem találtunk olyan PE/PP nanorészecskéket, amelyek például napfény vagy hullámhatás okozta kopás következtében keletkezhettek volna” – mondja Dušan Materić. Lehetséges, hogy a PE/PP nanoműanyagok mineralizálódtak, vagy olyan jelentős molekuláris módosuláson mentek keresztül, hogy a protonátviteli reakciós tömegspektrométer már nem ismeri fel őket műanyagként, vagy más dinamikus ülepedés és eltávolítási folyamatok játszhatnak szerepet, amelyek még nem ismertek.
A koncentrációmérések alapján a kutatók extrapolálni tudták a nanoműanyagok tömegét az Atlanti-óceán északi részén. Eredményeik szerint az Atlanti-óceán északi részének legfelső vízrétege, amely a mérsékelt égövtől a szubtrópusi zónáig akár 200 méteres mélységig is kiterjed, körülbelül 27 millió tonnát tartalmaz: 12,0 millió tonna polietilén-tereftalátot (PET), 6,5 millió tonna polisztirolt (PS) és 8,5 millió tonna polivinil-kloridot (PVC). „Ez nagyjából megegyezik a teljes Atlanti-óceánra becsült makro- és mikroműanyagok tömegével” – mondja Dušan Materić. Ez azt jelenti, hogy a nanoműanyagok a tengeri műanyagszennyezés nagy részét teszik ki, ami egy olyan tényező, amelyet korábban nem vettek figyelembe a tengeri műanyagköltségvetés felmérésekor. „Mindössze néhány évvel ezelőtt még vita tárgya volt, hogy egyáltalán léteznek-e nanoműanyagok. Eredményeink most azt mutatják, hogy legalábbis ebben az óceáni rendszerben a nanoműanyagok tömege összehasonlítható a makro- és mikroműanyagok tömegével” – mondja.
Eredeti kiadvány
Sophie ten Hietbrink, Dušan Materi?, Rupert Holzinger, Sjoerd Groeskamp, Helge Niemann: Nanoműanyag-koncentrációk az Észak-Atlanti-óceánon, Természet,
DOI: 10.1038/s41586-025-09218-1
Olvassa el
Az óceán a mikroműanyagok elnyelője | Pugnalom
Tausendfreund professzor: A mikroműanyagok felhalmozódnak az agyban | Pugnalom
