Poluarea cu microplastice un pericol global real

Introducere

Producţia mondială de plastic a crescut exponenţial de la începutul anilor 1950 şi a ajuns la 322 de milioane de tone în 2015, această cifră nu include fibre sintetice care au însumat 61 de milioane de tone în 2015. Se aşteaptă ca producţia de materiale plastice să crească în viitor astfel încât este probabil să se dubleze până în 2025. Gestionarea inadecvată a deşeurilor de plastic a dus la o contaminare crescută a apelor dulci şi a mediilor marine. S-a estimat că în 2010 între 4,8 milioane şi 12,7 milioane de tone de deşeuri de plastic au intrat în oceane. Angrenajele de pescuit abandonate, pierdute sau aruncate în alt mod sunt considerate principala sursă de deşeuri din plastic în zona sectoarelor pescuitului şi acvaculturii, dar contribuţia lor relativă nu este bine cunoscută la nivel regional şi global.

Materialele plastice constituie între 60 – 80% din deşeurile prezente în mediul marin, şi 90% din deşeurile care plutesc pe mări şi oceane. Deşeurile din plastic prezente în mediul marin reprezintă o ameninţare atât pentru mediu, cât şi pentru fauna marină, fiind înghiţite de vieţuitoarele din mediul marin. Statisticile arată că cel puţin 267 de specii din întreaga lume sunt afectate de această problemă, incluzând 44% din păsări, 43% din mamifere, 86% din ţestoase precum şi diferite specii de peşti.  Deşeurile din plastic au un impact negativ asupra sănătăţii ecosistemelor marine, acest lucru fiind dovedit de numărul tot mai mare de specii marine afectate. Aceste fragmente din material plastic, descompuse în microparticule aflate în suspensie în coloana de apă sau depuse în sedimente, încetinesc sau împiedică transferul vertical de oxigen.

Microplasticele sunt particule mici de plastic prezente în mediul înconjurător care au devenit o problemă majoră în special pentru mediul marin. Termenul „microplastic” a început să fie utilizat după descoperirea şi recunoaşterea ameninţării pe care o constituie fragmentele de plastic asupra mediului înconjurător. Microplasticele reprezintă particule de plastic cu dimensiuni mai mici de 5 mm. Descrierea acceptată de specialişti nu include dimensiunea inferioară a microplasticelor, dar se presupune că variază între 5 mm şi 333 µm. Microplasticele din mare pot fi înghiţite de către animalele marine. Astfel, plasticul se acumulează şi poate ajunge la oameni prin intermediul lanţului alimentar. Acestea se pot găsi în alimente şi băuturi. Cele mai multe date despre conţinutul de microplastice sunt disponibile pentru alimente precum peşte, creveţi, midii, miere, bere şi sare alimentară.

Oamenii sunt expuşi constant la microplastice, contaminarea cu aceste particule realizându-se prin ingestie, inhalaţie şi contactul cu dermul.

Efectele ingerării microplasticelor au fost identificate şi clasificate de către cercetători în trei etape: prima este legată de blocarea şi de deteriorarea aparatului digestiv, a doua se referă la eliberarea substanţelor chimice toxice în organism, iar a treia etapă este reprezentată de asimilarea acestor substanţe de către organe şi ţesuturi. De asemenea, ingestia microplasticelor poate rezulta din consumul de organisme inferioare care, la rândul lor au ingerat microplastice. Acest lucru favorizează transportul substanţelor chimice în rândul faunei. Microplasticele sunt operatorii de transport al poluanţilor organici persistenţi (POP), sau al metalelor grele de la organisme nevertebrate la alte nivele trofice superioare. În urma ingerării, aditivii şi monomerii pot interfera cu procesele biologice importante, pot cauza perturbarea sistemului endocrin, pot avea un impact negativ asupra mobilităţii, reproducerii, dezvoltării şi pot provoca carcinogeneza.

Într-un studiu recent publicat în revista “Environmental Science and Technology” este specificat faptul ca oamenii consuma în medie 39000-52000 de particule de microplastic pe an. Acest rezultat a fost obţinut pe baza studiilor în care sunt evaluate cantităţile de microplastice pe care le conţin diferite alimente. Dacă se adaugă estimările privind particulele de microplastice inhalate, numărul poate creşte la aproximativ 74000 de particule. Pentru consumul de apă de la robinet se mai adaugă încă 4000 de particule, în timp ce pentru consumul de apă îmbuteliată în plastic numărul creşte cu 90000 de particule. Autorul studiului Kieran Cox crede că aceste date subevaluază consumul real de microplastice şi este posibil ca în realitate valorile să fie mult mai mari.

În afară de câteva rapoarte despre apariţia microplasticelor în bere, zahăr, miere şi sare de masă, majoritatea rapoartelor se concentrează asupra apariţiei lor în fructe de mare. Astfel, în prezent, fructele de mare par să fie cea mai bine studiată sursă a aportului alimentar de microplastice. Deoarece metodele analitice pentru nanoplastice în alimentele lipsesc în prezent, nu există date privind apariţia de nanoplastice din alimente.

La om, riscul ingestiei microplastice este redus prin eliminarea tractului gastrointestinal la majoritatea speciilor de fructe de mare consumate. Cu toate acestea, majoritatea speciilor de bivalve şi mai multe specii de peşti mici sunt consumate întregi, ceea ce poate duce la expunerea microplastică. O situaţie estimată după expunerea la microplastice după consumul unei porţii de midii (225 g) ar duce la ingerarea a 7 micrograme de plastic, ceea ce ar avea un efect neglijabil (mai puţin de 0,1 % din aportul alimentar total) asupra substanţelor chimice expunerea la anumite materiale şi aditivi plastici.

Surse de poluare cu microplastice

Agenţia pentru Protecţia Mediului a Statelor Unite a declarat într-un raport din anul 1992 că sursa principală de materiale plastice în mediul marin o reprezintă pierderile din timpul fabricării şi transportului, sau în unele cazuri, înainte de atingerea stadiului de fabricaţie. Studii recente arată faptul că cele mai multe microparticule din material plastic identificate în mediul marin sunt rezultatul procesului de fragmentare şi de descompunere a deşeurilor din materiale plastice. Deşeurile plastice provenite din surse terestre constituie 80% din deşeurile de acest gen, prezente în mediul marin. Aceste tipuri de plastic au un potenţial mare de a ajunge în mediul marin prin râuri, şi prin intermediul sistemelor de canalizare.

Calamităţile naturale, precum inundaţiile sau uraganele pot accelera trasportul deşeurilor terestre în mediul marin.Turismul, pescuitul comercial şi de agrement, navele, şi industriile marine precum acvacultura şi platformele petroliere pot fi surse directe de poluare a mediului marin cu microplastice şi prezintă un risc atât pentru floră cât şi pentru fauna marină. În urma activităţilor turistice şi de agrement, rămâne o gamă largă de materiale plastice, acestea fiind aruncate pe plajă sau în staţiunile de coastă. Uneltele de pescuit aruncate sau pierdute, precum firele monofilament sau plasele de nylon sunt cel mai des întâlnite materiale plastice, constituind o sursă de poluare marină. Transporturile navale au avut o contribuţie semnificativă la poluarea marină. Unele statistici indică faptul că în anii 1970, flota de pescuit comercial la nivel mondial a aruncat peste 23.000 de tone de deşeuri din plastic în mediul marin.

Produsele cosmetice, care în ultimii ani au înlocuit ingredientele exfoliante naturale precum piatra ponce, fulgii de ovăz, sau cojile de nuci, cu microplastice, constituie o altă sursă de poluare a mediului marin. Majoritatea soluţiilor de curăţare a tenului conţin polietilenă ca ingredient descris ca ”micromărgele” sau ”microexfolianţi”. Odată folosiţi pentru spălarea feţei sau a mâinilor, microplasticele ajung în sistemele de canalizare, dar din cauza dimensiunilor mici, nu sunt reţinute de grătarele de separare a deşeurilor din cadrul staţiilor de epurare şi ajung în râuri, de unde se varsă în mări şi în oceane.

Clasificarea microplasticelor

Microplasticele primare sunt materialele plastice de dimensiuni microscopice utilizate de obicei pentru fabricarea produselor cosmetice (din anul 1980) şi folosite în industria farmaceutică pentru curăţarea tenului sau a mâinilor, înlocuind ingredientele naturale utilizate în mod tradiţional, menţionate anterior. Microplasticele primare sunt de asemenea utilizate în tehnologia de sablare cu aer. Aceasta implică materiale plastice precum melamina sau microparticule de poliester, utilizate pentru curăţarea diverselor utilaje, a motoarelor şi bărcilor de rugină sau vopsele. Acestea sunt utlilizate în mod repetat până când dimensiunea lor se micşorează şi puterea lor de tăiere se pierde, de multe ori ajungând să fie contaminate cu metale grele (cadmiu, plumb, crom).

Microplasticele secundare sunt fragmente mici provenite din descompunerea deşeurilor plastice atât în mediul marin cât şi în cel terestru. Microplasticele pot ajunge până la dimensiuni nanometrice, cea mai mică microparticulă de plastic identificată în mediul marin având diametrul de 1,6 µm.

Efectele asupra mediului şi oamenilor

Populaţiile umane folosesc oceanele drept coşuri de gunoi gospodăreşti, iar microplasticul provenind din sursele menţionate este una dintre componentele principale de poluareale acestora la nivel global. În prezent nu se ştie exact care este impactul ingestiei de microplastic asupra organismului uman şi nici care este cantitatea maximă tolerată de acesta. Particulele de microplastic au compoziţii diferite şi uneori pe suprafaţa acestora sunt adsorbiţi şi alţi compuşi chimici cu care acestea interacţionează, ceea ce face si mai dificilă obţinerea de date cu privire la influenţa lor asupra organismului.

Microplasticele au fost recent detectate în apa de băut, precum şi în sursele de apă potabilă. Această prezenţă a declanşat discuţii cu privire la posibile implicaţii asupra sănătăţii umane.

Poluarea mediului cu particule microplastice determină, de asemenea, ca alimentele consumate de oameni să fie din ce în ce mai poluate, inclusiv sărurile de masă. Prin urmare, un studiu care se concentrează numai pe produsele de sare de masă cumpărate din Taiwan, cercetează prezenţa microplasticelor din acestea. S-a utilizat spectroscopia cu infraroşu cu transformată Fourier pentru a identifica tipul de polimer al fiecărei particule. La 4,4 kg de sare s-au detectat 43 de particule microplastice, în medie până la 9,77 particule microplastice/kg. Tipurile de polimeri identificaţi au fost: polipropilenă, polietilenă, polistiren, poliester, polieterimidă, polietilen tereftalat şi polioximetilen. Aceste rezultatele au fost combinate cu cele ale studiilor anterioare pentru a oferi prima revizuire globală a contaminării cu microplastice a sărurilor de masă. S-a constatat că 94% din produsele sărate testate la nivel mondial conţineau microplastice, 3 din 27 tipuri de polimeri (polietilen tereftalat, polipropilenă, polietilenă) reprezentând majoritatea particulelor din plastic.

Microplasticele pot îndeplini rolul de vehicule pentru alţi contaminanţi care se adsorb pe suprafaţa acestora. Substanţe chimice precum stiren, metale grele, ftalaţi, hidrocarburi aromatice policiclice, aditivi cum ar fi stabilizatorii sau substanţele ignifuge, precum şi alte substanţe chimice toxice pot fi cedate după ingerarea particulelor purtătoare şi pot induce diferite efecte toxice la om şi la animale.Pe suprafaţa microplasticelor pot fi reţinute şi bacterii. Unii cercetători şi-au exprimat îngrijorarea cu privire la această nouă cale de contaminare a alimentelor. Încă nu se ştie cu exactitate dacă aceşti patogeni pot supravieţui suficient de mult pentru a ajunge la finalul lanţului trofic.

Se consideră că microplasticele pot afecta sistemul imunitar şi pot cauza diferite dezechilibre la nivel intestinal.De asemenea, s-a observat că pot induce inflamaţii, stres oxidativ şi chiar neurotoxicitate.

Pentru a putea determina riscul pe care aceste particule îl reprezintă pentru organismul uman este important sa se determine cantitatea de microplastic pe care este posibil să o ingerăm odată cu alimentele.

Diverse studii experimentale au demonstrat că microplasticele pot fi transmise de-a lungul lanţului trofic. Ingestia de apă în care sunt prezente particule de microplastice este principala cauză de contaminare a organismelor marine.  Particulele de microplastice pot fi ingerate de nebvertebratele marine confundate fiind cu planctonul din cauza dimensiunilor asemănătoare. Zooplanctonul este apoi consumat de peşti care vor fi contaminaţi pe această cale la care se adaugă şi contaminarea directă din apă. Animalele care consumă peştele ce prezintă particule de microplastice vor fi şi ele contaminate, procesul repetându-se până la finalul lanţului trofic.

În unele ferme de pui sau porci se utilizează alimentaţia pe bază de peşte ceea ce conduce la contaminarea acestor animale cu microplasticele pe care peştii le conţin. Conform datelor furnizate de Food and Agriculture Organization of the United Nations din 25 de specii de peşte comercializate semnificativ, 11 sunt contaminate cu microplastice.

În cazul peştilor determinările se fac pe probe prelevate din tractul gastro-intestinal. Media numărului de particule de microplastic obţinută în cazul acetora este de 1-7 particule pe peşte. Pentru creveţi media este de 0,75 de particule/g, iar pentru midii de 0,2-0,4 particule/g.

 În anul 2010 s-a observat că aproximativ o treime dintre peştii capturaţi din nordul Oceanului Pacific prezentau fragmente de plastic de ordinul centrimetrilor.

În anul 2013 o treime dintre peştii capturaţi pe teritoriul Angliei prezentau fragmente de plastic de marime situată între 130 şi 5000 de µm la nivelul tractului gastro-intestinal. Media a fost de 1,9 particule/peşte.

În anul 2015 s-a cercetat conţinutul stomacal al unor specii de peşte preferate pentru consumul uman şi capturate pe teritoriul Portugaliei. Media a fost de 1,4 particule/peşte, marimea  particulelor fiind de 220-4800  µm.

Dintre cei 535 de peşti capturaţi în Golful Mexic în cadrul unui studiu din anul 2015 un procent de 10% dintre peşti erau contaminanţi cu microplastice. Procentul pentru peştii capturaţi din zonele neurbanizate a fost de 5%, în timp ce procentul pentru peştii capturaţi din zonele urbanizate a fost de 29%.

În cadrul unui alt studiu tot din anul 2015 au fost examinaţi peşti proveniţi de pe pieţele din Indonezia şi din California (SUA). 28% dintre peştii din Indonezia erau contaminaţi cu microplastice în raport de 5,03 particule/peşte. Pentru peştele din SUA s-a obţinut un procent similar, acesta fiind de 25%, într-un raport mai mic de 2,03 particule/peşte. Particulele de microplastic ce contaminau peştele din Indonezia erau sub forma de fragmente, spumă sau film, iar cele care contaminau peştele din SUA erau în principal fibre.

În anul 2016 s-au efectuat studii privind conţinutul de plastic din peştii proveniţi din Marea Nordului şi Marea Baltică. S-a observat contaminarea cu plastic pentru 5,5% dintre peştii examinaţi. Din cantitatea de plastic cu care aceştia erau contaminaţi un procent de 74% dintre particule prezentau dimensiuni specifice particulelor de microplastice. Ingestia de microplastice a fost semnificativ mai mare pentru speciile pelagice faţă de cele demersale, procentul fiind de 10,7% versus 3,4%. Totuşi nu se poate stabili cu exactitate dacă peştele a ingerat direct particulele de microplastic sau contaminarea este rezultatul lanţului alimentar.

Midiile prelevate de pe coastele belgiene în cadrul unui studiu din anul 2014 prezentau fibre sintetice de mărimi microscopice în raport de 0,26-0,51 fibre/g. Fibre sintetice de dimensiuni situate între 200-1000 µm contaminau creveţii prelevaţi din zona Canalului Mânecii. Fibrele erau prezente la aproximativ 63% dintre specimene într-o medie de 0.68-0.55 microplastice/g.

Se consideră ca cea mai mare parte din microplasticele pe care le conţin organismele marine sunt îndepărtate odată cu tractul gastro-intestinal al acestora, aşadar se presupune că mâncarea ar trebui să prezinte o cantitatea redusă de microplastice. Acest lucru nu este valabil pentru crustacee şi pentru unii peşti de dimensiuni reduse. Se consideră că o mare parte din cantitatea de microplastice prezente în peşte se datoreză contaminării de la surse precum apă, aer, echipamente de procesare, ambalaje, etc.

Au fost testate probe de miere de diferite origini, iar conţinutul de microplastice detectat a fost situat între 0,04 şi 0,66 microplastice pe gram de miere. Se consideră că mierea poate fi impurificată cu microplastice prin intermediul albinelor care preiau particulele din mediul înconjurător sau de pe utilajele folosite la prelucrarea mierii. Microplasticele au fost identificate atât în probele provenite de la mierea naturală cât şi în cele provenite de la mierea fabricată din zahăr.

Microplastice sub formă de fibre, fragmente şi granule au fost identificate în probele de bere luate în studiu, provenite de la 24 de producători diferiţi. Rezultatele cu fost destul de variate. Astfel, rapoartele au fost cuprinse între 0,002 şi 0,079 fibre într-un mililitru de bere, 0,012-0,109 fragmente/ml şi 0,002-0,066 granule/ml. Au fost observate diferenţe şi între probele ce aparţineau aceluiaşi producător, dar aveau date de producţie diferite. Se consideră că sursele de contaminare sunt aerul din încaperile de producţie, materia primă impurificată, recipientele de îmbuteliere, precum şi utilajele folosite la producţie.

S-au prelevat probe de sare provenite de la 15 producători diferiţi şi s-au testat pentru conţinutul de microplastice. Rezultatele arată în felul următor: 0,55-0,68  particule/g pentru sarea de mare, 0,043-0,36 particule/g pentru sarea provenită din lacuri sărate şi 0,007-0,2 particulele/g pentru sarea de mină. Se observă că sarea de mare prezintă un conţinut de microplastice semnificativ mai mare faţă de cea provenită din lacuri sărate sau din mină.

Prevederi care au ca scop diminuarea poluării cu microplastice

În septembrie 2018, deputaţii europeni au aprobat o strategie care are ca scop creşterea ratei de reciclare a deşeurilor din plastic în Uniunea Europeană. În plus, aceştia au solicitat interzicerea la nivelul UE a adăugării în mod intenţionat de microplastice în produse precum cosmeticele şi detergenţii până în 2020, precum şi luarea de măsuri pentru reducerea la minimum a eliberării de microplastice din materialele textile, anvelope, vopsele şi ţigări.

La nivelul Uniunii Europene aproximativ 30% dintre deşeurile din plastic sunt colectate pentru reciclare, dar ratele reciclării variază foarte mult în funcţie de ţară.

Jumătate din plasticul colectat pentru reciclare este exportat în ţări din afara UE pentru a fi tratat din cauza lipsei capacităţilor, a tehnologiei sau a resurselor financiare pentru prelucrarea locală a deşeurilor. După interdicţia recentă a Chinei, ţară care prelua o mare parte dintre deşeurile de plastic, asupra importurilor de deşeuri din plastic, găsirea de noi soluţii devine urgentă.

Rata redusă a reciclării plasticului în UE duce la pierderi mari atât pentru economie, cât şi pentru mediu. În fiecare an, producţia şi incinerarea materialelor plastice emit aproximativ 400 de milioane de tone de dioxid de carbon la nivel global, o parte dintre aceste probleme putând fi evitate printr-o reciclare mai bună.

Principalele probleme care complică reciclarea plasticului sunt calitatea şi preţul produsului reciclat, comparativ cu plasticul original.

Deoarece materialele plastice sunt uşor adaptabile nevoilor funcţionale sau estetice ale fiecărui producător, diversitatea materiei prime complică procesul de reciclare, făcând-o costisitoare şi afectând calitatea produsului final. În consecinţă, cererea de plastic reciclat reprezintă doar 6% din cererea de materiale plastice din Europa.

Bioplasticele sunt în general înţelese ca înglobând materiale plastice biodegradabile bazate pe biomateriale şi materiale plastice. Materialele plastice obţinute sunt derivate din materia vegetală (cum ar fi culturile dezvoltate în mod special sau reziduurile agricole), mai degrabă decât din combustibilii fosili. Acestea includ, de exemplu, materiale plastice „oxo-degradabile” (materiale plastice derivate din combustibili fosili în care un aditiv pe bază de metale accelerează fragmentarea). Avantajele materialelor plastice bazate pe biomateriale includ dependenţă redusă de materii prime de combustibil fosil, precum şi biodegradabilitate şi compostabilitate în condiţii de mediu. Dezavantajele materialelor plastice bazate pe biomateriale includ costuri de producţie mai mari în comparaţie cu materialele plastice convenţionale, nevoia de teren pentru a cultiva culturi specifice (cu impacturi potenţiale asupra producţiei alimentare şi securităţii alimentare), riscul de exacerbare a nepăsării consumatorilor şi riscul de contaminare încrucişată cu fluxurile de deşeuri din plastic convenţionale care complică procesele de reciclare.

În octombrie 2018, a fost susţinută interzicerea în UE a anumitor produse din plastic de unică folosinţă, care ajung ca deşeuri în mări şi pentru care există deja materiale alternative. Eurodeputaţii au adăugat materialele plastice oxo-degradabile în lista articolelor care urmează să fie interzise. Acestea sunt materiale care se sparg cu uşurinţă în bucăţi mici datorită aditivilor şi contribuie la poluarea oceanelor cu microplastice.

De asemenea, deputaţii europeni au susţinut o strategie europeană în domeniul plasticului în septembrie 2018, care impune ca toate ambalajele din plastic să fie reciclabile până în 2030.

Sunt însă necesare măsuri de stimulare a pieţei pentru plastic reciclat.Aceste măsuri ar include:

• crearea de standarde de calitate pentru materialele plastice secundare;

• încurajarea certificării pentru a spori încrederea industriei şi a consumatorilor;

• introducerea unor norme obligatorii privind conţinutul minim reciclat în anumite produse;

• încurajarea statelor membre să ia în considerare reducerea TVA-ului la produsele reciclate.

Concluzii

Poluarea cu microplastice reprezintă o ameninţare reală pentru orice formă de viaţă de pe planeta noastră. Deşi nu există informaţii clare şi complete despre efectele pe care acestea le au asupra oamenilor, datele actuale sunt suficiente pentru a avea motive de îngrijorare cu privire la acest fenomen şi pentru a stimula cercetătorii să îşi îndrepte privirea spre acest subiect de interes general. Animalele care filtrează apa de mare pentru a se hrăni cu plancton, cum ar fi balenele şi rechinii pelerini, ingerează sute, chiar mii de metri cubi de apă de mare pe zi în care se află particule de microplastic. De asemnea, faptul că se ştie cu exactitate care sunt sursele acestei poluări obligă autorităţile şi chiar populaţia să ia măsuri urgente pentru a reduce cantitatea de microplastice ce este eliberată în mediu în fiecare moment.

Populaţiile umane folosesc oceanele drept coşuri de gunoi gospodăreşti, iar microplasticul este una dintre componentele principale ale acestora la nivel global.Contaminanţii de tip microplastice sunt omniprezente în aproape toate mediile marine. Durabilitatea materialelor plastice determină o foarte mare rezistentă la degradare, iar prin eliminarea neselectivă intră în mediul acvatic.

În prezent există o preocupare ştiinţifică crescută privind microplasticele, deoarece aceste microparticule din cauza dimensiunilor mici sunt uşor accesibile pentru o gamă largă de organisme acvatice şi transferate în cele din urmă de-a lungul lanţului trofic. Efectele biologice cornice asupra organismelor marine rezultă din acumularea de microplastice în celulele şi ţesuturile lor. Efectele potenţiale asupra oamenilor determinate de ingerarea microparticulelor din plastic pot cauza alterarea cromozomilor care ar putea conduce la infertilitate, obezitate şi cancer.

Din această cauză este foarte important ca utilizarea excesivă de aditivi plastici să fie controlată şi să se introducă a prevederi legislative pentru reglementarea surselor de gunoi din plastic. Iar acest lucru se poate face prin configurarea diferitelor procese de reciclare a plasticului sau prin promovarea programelor de conştientizare, prin diferite medii sociale şi informaţionale, asupra pericolului pe care plasticului îl are asupra lanţului trofic.