Plast nanopartiklar, små plastbitar som är mindre än 1 mikrometer stora, kan potentiellt förorena livsmedelskedjor, och i slutändan påverkar människors hälsa, enligt en nyligen genomförd studie av forskare från National University of Singapore (NUS). De upptäckte att nanoplast lätt intas av marina organismer, där de ackumuleras över tiden, med risk att föras upp i näringskedjan, hotar livsmedelssäkerheten och utgör hälsorisker.

Havsplastföroreningar är ett enormt och växande globalt problem. Det uppskattas att haven redan kan innehålla över 150 miljoner ton plast, och varje år, cirka 8 miljoner ton plast kommer att hamna i havet. Plast försämras inte lätt. I den marina miljön, plast bryts vanligtvis ner till mindre bitar av solen, vågor, vind och mikrobiell verkan. Dessa mikro- och nanoplastpartiklar i vattnet kan intas av filtermatande marina organismer som havstulpaner, rörmaskar och sjösprutor.

Använda ekollon havstulpan Amphibalanus amphitrite som modellorganism, forskargruppen från NUS visade för första gången att nanoplast som konsumeras under larvstadiet hålls kvar och ackumuleras inuti havstulpanlarverna tills de når vuxen ålder.

"Vi valde att studera havstulpaner eftersom deras korta livscykel och genomskinliga kroppar gjorde det enkelt att spåra och visualisera rörelsen av nanoplaster i deras kroppar inom en kort tidsrymd, sa herr Samarth Bhargava, en doktorsexamen student från institutionen för kemi vid NUS naturvetenskapliga fakulteten, som är den första författaren till forskningsartikeln.

"Barnaklar kan hittas i alla världens hav. Denna ansamling av nanoplast i havstulpan är oroande. Ytterligare arbete behövs för att bättre förstå hur de kan bidra till långsiktiga effekter på marina ekosystem, " sa Dr Serena Teo, Senior forskare från Tropical Marine Science Institute vid NUS, som medövervakade forskningen.

Att studera nanoplasternas öde i marina organismer

NUS-forskargruppen inkuberade havstulpanlarverna i lösningar av deras vanliga foder tillsammans med plast som är cirka 200 nanometer stora med gröna fluorescerande taggar. Larverna utsattes för två olika behandlingar:akut och kronisk.

Under den akuta behandlingen, havstulpanlarverna hölls i tre timmar i en lösning som innehöll 25 gånger mer nanoplast än nuvarande uppskattningar av vad som finns i haven. Å andra sidan, under kronisk behandling, havstulpanlarverna exponerades för en lösning som innehöll låga koncentrationer av nanoplast i upp till fyra dagar.

Larverna filtrerades därefter från lösningen, och undersöktes under mikroskop. Fördelningen och rörelsen av nanoplasterna övervakades genom att undersöka fluorescensen från de partiklar som fanns i larverna över tiden.

"Våra resultat visade att efter att ha exponerat havstulpanlarverna för nanoplast i båda behandlingarna, larverna hade inte bara fått i sig plastpartiklarna, men de små partiklarna visade sig vara fördelade i larvernas kroppar, " sa Serina Lee från Tropical Marine Science Institute vid NUS, som är den andra författaren till tidningen.

Även om havstulpanernas naturliga avfallsborttagningsvägar för ruggning och utsöndring resulterade i visst avlägsnande av nanoplasten, teamet upptäckte den fortsatta närvaron av nanoplast inuti havstulpanerna under hela deras tillväxt tills de nådde vuxen ålder. "Barnaklar kan vara på de lägre nivåerna av näringskedjan, men vad de konsumerar kommer att överföras till organismerna som äter dem. Dessutom, plast kan absorbera föroreningar och kemikalier från vattnet. Dessa toxiner kan överföras till organismerna om plastpartiklarna konsumeras, och kan orsaka ytterligare skador på marina ekosystem och människors hälsa, "sa marinbiolog Dr Neo Mei Lin från Tropical Marine Science Institute vid NUS, som är en av författarna till tidningen.

Teamets forskningsresultat publicerades först online i tidskriften ACS Sustainable Chemistry &Engineering i mars 2018. Studien finansierades under Marine Science Research and Development Program av National Research Foundation Singapore.

NUS-forskargruppen försöker främja sin förståelse av translokationen av nanopartiklar inom de marina organismerna och potentiella överföringsvägar i det marina ekosystemet.

"Livslängden och ödet för plastavfallsmaterial i marin miljö är ett stort problem för närvarande på grund av de stora mängderna plastavfall och dess potentiella inverkan på marina ekosystem och livsmedelssäkerhet runt om i världen. Teamet skulle vilja utforska sådana ämnen. inom en snar framtid och eventuellt komma på vägar för att ta itu med sådana problem, "förklarade docent Suresh Valiyaveettil från kemiska institutionen vid NUS naturvetenskapliga fakulteten, som medövervakade forskningen.

Teamet undersöker för närvarande hur nanoplast påverkar andra ryggradslösa modellorganismer för att förstå effekten av plast på marina ekosystem.