Efter alarmerande rapporter om mikroplastföroreningar i hav och stränder, det globala forskarsamhället intensifierade sitt fokus på detta område. Forskare har sedan dess funnit bevis på mikroplastkontamination överallt - i våra sjöar och floder, drycker och matleveranser. Dr Natalia Ivleva, en forskare vid Münchens tekniska universitet (TUM), har utvecklat nya analysmetoder för identifiering och kvantifiering av mikroplast. I denna intervju, hon delar med sig av sina senaste rön.

Vad är mikroplast egentligen?

Enligt gällande definitioner, mikroplast är vilken plastbit som helst som mäter fem millimeter i storlek ner till en mikrometer, det är en tusendels millimeter. Plastpartiklar som är mindre - från en mikrometer ner till 100 nanometer - definieras som submikroplast. Partiklar under 100 nm kallas nanoplast. Studier visar, att de flesta av plastpartiklarna har storlekar i lägre mikrometerintervall.

Både mikroplast och nanoplast bildas vanligtvis genom nedbrytning av större plastbitar — t.ex. från shoppingkassar till slitage på en bils däck eller när vi tvättar en artikel av mikrofiberkläder. Och eftersom vissa tillverkare fortfarande lägger till mikroplaster i produkter för personlig vård som tandkräm och skrubbar – är de en källa till mikroplastföroreningar, för.

Varför behöver vi vara oroliga för mikroplastföroreningar?

Faktiskt, det är ännu inte helt klart hur farlig mikroplast är för levande organismer. Vad är känt:vattenlevande organismer och andra arter, inklusive människor, kan absorbera mikroplastpartiklar. Men det ensamt bevisar inte toxicitet. Dock, Vi har också konstaterat att mindre partiklar kan ha förmåga att absorberas i vissa typer av kroppsvävnad i vattenlevande organismer.

Varje år, människor producerar cirka 400 miljoner ton plast över hela världen. En betydande del av denna plast hamnar i miljön som skräp, och de flesta typer av plast tar flera hundra år att helt bryta ned.

Resultatet? Under de närmaste decennierna, vi kommer förmodligen att stå inför en massiv ökning av mängden mikroplastföroreningar i miljön. Vi vet alla att även inerta och giftfria ämnen kan ha oförutsedda effekter när de väl når en viss koncentrationsnivå i miljön.

Varför vet vi inte mer om effekterna av mikroplastföroreningar?

Tidigt på, när forskare först insåg att mikroplast kom in i miljön som ett resultat av mänsklig aktivitet, optiska metoder användes för att skilja plast från andra partiklar i ett givet prov. Tyvärr, denna metod är inte särskilt tillförlitlig. När du tittar på en partikel som är mindre än en millimeter stor, det är svårt att urskilja om det är ett sandkorn eller en plastbit. De ser väldigt lika ut i den storleken.

Ett bra exempel på detta:inom ramen för forskningsprojektet "MiWa, "finansierat av det tyska federala ministeriet för utbildning och forskning (BMBF), vi gjorde en kemisk analys av cirka 3, 000 partiklar från ett vattenprov taget från floden Elbe. Vi konstaterade att endast en av tusen partiklar i provet faktiskt var plast.

Vid sidan av kalksten och andra mineralpartiklar, vattenprovet innehöll också mycket organiskt material. Det är därför det är ytterst viktigt att utveckla pålitliga och standardiserade analysmetoder - annars det finns inget sätt att exakt jämföra olika provvärden med varandra.

Jag vill här betona att vi talar om extremt låga koncentrationer av mikroplast i de prover vi har analyserat – vilket vi förväntar oss skulle ha en motsvarande liten effekt på hälsan hos en levande organism. I vissa experiment testar man för höga koncentrationer av mikroplast, negativa effekter har uppmätts – medan i andra, inga negativa effekter har hittats.

Den här forskningen är fortfarande mycket i sin linda - vilket inte betyder att vi bör ta en "vänta och se"-strategi. Om vi ​​tar hänsyn till den långsamma hastigheten med vilken plast bryts ned, Det är en angelägen prioritet för oss att hitta strategier för att minska mängden plastavfall vi producerar i första hand.

Vilka metoder används för att upptäcka och identifiera mikroplastpartiklar?

Beroende på vilka frågor du ställer, det finns flera olika metoder som för närvarande används för att analysera prover för mikroplast. Till exempel, termisk analys parad med gaskromatografi och masspektrometri används för att bestämma mängden och typerna av plastpartiklar och tillsatser som kan vara närvarande. Men dessa metoder kan inte användas för att bestämma partikelstorlekar.

Spektroskopiska metoder kan användas för att bestämma såväl det kemiska fingeravtrycket som storleken och formen på mikroplastpartiklar. Och infraröd mikrospektroskopi kan till och med användas för att automatiskt analysera partiklar ner till storleken 20 mikrometer.

Vid TUM Institute of Hydrochemistry, vi använder främst Raman mikroskopisk analys i vår forskning. Raman är en oförstörande spektroskopisk metod som gör det möjligt att genomföra både en signaturspektrumanalys samt underlätta tillförlitlig partikelidentifiering. Med denna metod, vi kan avgöra om en partikel är tillverkad av syntetiska polymerer - eller om det är en naturlig substans som cellulosa eller kvarts.

Dessutom, denna metod gör det möjligt för oss att exakt bestämma typen av plast i ett prov. Och kopplar kraften hos en Raman-spektrometer med ett vanligt optiskt mikroskop, vi kan analysera partiklar ner till en mikrometer eller ännu mindre. Resultatet:vi har förmågan att tydligt definiera antalet partiklar, intervallet av partikelstorlekar och polymertyper av mikroplasterna i ett givet prov.

Vi har kunnat bekräfta förekomsten av mikroplastpartiklar i matlopparna i vattenloppor. Vidare, i ett projekt som finansieras av det bayerska statsministeriet för miljö och konsumentskydd, Vi har funnit att musslor får i sig särskilt små mikroplastpartiklar – avlagringar av vilka vi har hittat i hela deras kroppar.

Vilka är nästa steg i din forskning?

Att ta fram representativa och statistiskt tillförlitliga slutsatser om nivån av mikroplastkontamination i ett givet prov, vi kommer att behöva analysera många partiklar per prov. Därför arbetar vi också just nu med automatisering av Raman-baserade metoder i projektet "MiPAq, " som finansieras av Bayerns forskningsstiftelse (BFS).

Eftersom plastpartiklar bryts ner till allt mindre storlekar i miljön, de uppvisar en allt större potential för miljötoxicitet. Det är därför vårt institut samarbetar med andra TUM-stolar för att utveckla mer exakta metoder för att analysera mycket små partiklar inom det BMBF-finansierade "SubμTrack" -projektet.

Först, vi måste samla in tillräckligt med jämförbara provresultat – med hjälp av standardiserade analysmetoder – som visar oss hur mycket mikroplast eller nanoplast som faktiskt finns i ett givet prov. Först då kan vi börja analysera de negativa effekterna som kan orsakas av en viss nivå av mikroplast- eller nanoplastkontamination i miljön – eller hos människor och andra arter. Det kommer också att bli nödvändigt för forskare att avgöra vilka typer, partikelstorlekar och former – och särskilt vilka koncentrationer av mikroplaster och nanoplaster – har vilka toxiska effekter.

Skulle du rekommendera att vi förbjuder all plasttillverkning i framtiden?

Absolut inte – plast är ett otroligt mångsidigt material och har många fördelar jämfört med andra material. Som sagt – det är av största vikt för oss att drastiskt minska mängden plast vi introducerar i miljön. Och det är inte bara de företag som tillverkar plast som måste bära det enda ansvaret och bördan för detta - det är också upp till oss som konsumenter att bli mer ansvariga för hur vi använder, återanvändning, återvinna och kassera plast i framtiden.