Microplasticul poate declanșa reacții chimice în apă și afecta organismul
Plasticul este folosit pe scară largă pentru ambalarea alimentelor, îmbutelierea apei și fabricarea jucăriilor tocmai pentru că este considerat chimic inert. Un studiu publicat în revista Nature arată însă că această proprietate se schimbă atunci când plasticul se fragmentează în micro- și nanoparticule. Pe măsură ce particulele devin tot mai mici, suprafața lor crește dramatic în raport cu volumul, iar o parte mult mai mare din material ajunge în contact cu mediul înconjurător.
Cercetătorii de la Universitatea Columbia și Universitatea din California, Berkeley, au descoperit că suprafața nou creată nu este neapărat sigură și au identificat mecanismul chimic responsabil. „Pe măsură ce plasticul se fragmentează în particule tot mai mici, suprafața sa crește enorm. Microplasticul modifică astfel apa din jurul său, generând radicali reactivi cu energie ridicată – specii reactive ale oxigenului – care contribuie foarte probabil la daunele biologice observate la animale și, potențial, la oameni”, a declarat Wei Min, profesor de chimie și inginerie biomedicală la Columbia.
De ce contează pentru sănătatea umană
Constatarea este importantă pentru sănătatea umană, deoarece sângele conține aproximativ 50% apă, iar celulele umane sunt în proporție de 60% până la 80% apă. Microplasticul care ajunge în fluxul sanguin sau în celule ar putea rămâne chimic activ în acest mediu bogat în apă.
Grupul de cercetare condus de Min a realizat în 2024 un studiu care a dezvoltat o tehnologie de microscopie bazată pe laser și a constatat că, în medie, un litru de apă îmbuteliată conținea aproximativ 240.000 de fragmente detectabile de plastic, majoritatea de dimensiuni nanometrice – de 10 până la 100 de ori mai multe decât se estimase anterior.
În acest an, guvernul federal al Statelor Unite a lansat un program de 144 de milioane de dolari pentru combaterea microplasticelor toxice din organismul uman. Agenția pentru Protecția Mediului a adăugat recent microplasticele pe lista federală a contaminanților care pot reprezenta o preocupare pentru apa potabilă. Studii ulterioare publicate în reviste de prestigiu au identificat legături între expunerea la micro- și nanoplastic și atacul de cord, accidentul vascular cerebral, demența și tumorile cerebrale.
Mecanismul chimic descoperit
„Cercetarea noastră a arătat că, atunci când microplasticul interacționează cu apa – fie că se află în apă îmbuteliată, fie că este absorbit în fluxul sanguin – generează spontan ceea ce numim specii reactive ale oxigenului. Acestea sunt exemple clasice de molecule care pot deteriora țesuturile animale și umane”, a explicat Naixin Qian, cercetător postdoctoral în laboratorul lui Min.
Min a adăugat că apa nu este un simplu spectator, ci un participant activ. Moleculele de apă devin chimic active atunci când intră în contact cu plasticul hidrofob. Acest contact creează un mediu care facilitează transferul de electroni și formarea radicalilor reactivi. Când plasticul se fragmentează, raportul tot mai mare dintre suprafață și volum creează mai multe astfel de zone active din punct de vedere chimic.
Echipa de la Columbia a realizat experimentele chimice și biologice, în timp ce colaboratorii din laboratorul profesoarei Teresa Head-Gordon de la Berkeley au creat calcule teoretice și simulări dinamice. Teoria lor a arătat că ionii de hidroxid din straturile de apă aflate imediat lângă interfața hidrofobă a microplasticului pot pierde mai ușor un electron, formând radicali hidroxil.
Implicații pentru mediu și soluții viitoare
„Munca noastră fundamentală arată că microplasticele cele mai hidrofobe care interacționează cu apa pot genera reactivitate chimică. Acest lucru ar putea duce la soluții de inginerie prin reproiectarea chimiei acestor plasticuri de uz comun pentru a reduce efectele toxice asupra sănătății și mediului”, a declarat Head-Gordon.
Coautorul Beizhan Yan de la Observatorul Pământului Lamont-Doherty a subliniat că în anumite medii, precum deversările de la producătorii de plastic și de la spălătoriile auto, microplasticele se pot forma și pot ajunge în mediile acvatice. De asemenea, diverse procese din viața cotidiană pot genera microplastice, inclusiv încălzirea la microunde și expunerea la lumina solară a apei îmbuteliate în timpul depozitării.
Studiul oferă o cale potențială pentru înțelegerea impactului microplasticelor asupra sănătății și contrazice viziunea conform căreia acestea ar fi simple fragmente pasive de material inert.
