Mikroplastmasa – vai drauds ūdens dzīvniekiem un cilvēkam

Cilvēkus uztrauc tas, kāda varētu būt kritiskā robeža mikroplastmasas daudzumam vidē, lai tā patiešām ietekmētu ūdens ekosistēmu un cilvēkus.

Plastmasas produktu īpašības un to salīdzinoši lētā ražošana savienojumā ar šķietami vieglo likvidēšanu padarīja to par ļoti ērtu materiālu ar plašu pielietojumu. Plastmasa ir ķīmiski (pamatā no naftas un dabasgāzes) veidots materiāls, ko, termiski apstrādājot, var izveidot visdažādākajās formās. Plastmasas galvenā sastāvdaļa ir polimēri – lielmolekulārie savienojumi, kas piešķir produktam noderīgas īpašības: elastību, izturību, vieglumu, ūdens un sala izturību u. c.

1. attēls. Saražotās plastmasas daudzums pasaulē, miljonos t (Avots: www.weforum.org)
https://www.weforum.org/agenda/2018/08/the-world-of-plastics-in-numbers)

Plastmasas produktu dzīve

Kad lieta, kas izgatavota no plastmasas, kļūst nederīga, parasti to izmetam atkritumu konteinerā, kura sastāvu visdrīzāk savāc atkritumu apsaimniekotājs un tālāk tā visbiežāk tiek apglabāta atkritumu poligonā. Diemžēl ir cilvēki, kuri savus atkritumus vēl joprojām izmet kaut kur mežā, ūdenstilpju krastmalās un atkritumiem neparedzētās vietās. Piemēram, varu minēt pirms pāris gadiem Mazajā Stropu ezerā Daugavpilī veikto kontrolzveju. Ar velkamo vadu mēģinot noķert ezera piegrunts slānī dzīvojošās zivis, nozvejojām krietnu daudzumu stiklu, skārda bundžu, plastmasas pudeļu un citu plastmasas izstrādājumu. Līdzīga aina paveras ūdenstilpēs, kas atrodas citu pilsētu un lielāku apdzīvotu vietu tuvumā un, saprotams, ka nogrimušais materiāls tur atrodas un atradīsies gadiem.

Atkritumiem nonākot upē, daļa tiek iznesta upju krastos, daļa sakopojas vienuviet pie dažādiem upes šķēršļiem (hidroelektrostacijām, dambjiem u. c.) vai nosēžas un paliek upes gultnē. Taču ir daļa, kas turpina savu ceļu un tiek aiznesta uz jūru un okeānu, un vai nu tiek iznesta pludmalēs vai laika gaitā dažādu valdošo straumju ietekmē savācas vienkopus lielākās vai mazākās peldošās atkritumu salās, ko sauc arī par “plastmasas zupām”.

2. attēls. “Plastmasas zupas”. Klusā okeāna centrā atrodas lielākais atkritumu sakopojums, kur atrodas apmēram 80 000 t atkritumu (Avots : www.bluebird-electric.net) 

http://www.bluebird-electric.net/oceanography/Ocean_Plastic_Internationa...

Dažādi pētnieki ir mēģinājuši plastmasas atkritumu piesārņojumu izteikt skaitļos:

* 2015. gadā visā pasaulē tika saražots aptuveni 322 miljonu t plastmasas, un apjomi katru gadu pieaug.

* Saskaņā ar EK datiem eiropieši katru gadu saražo 25 miljonus t plastmasas atkritumu, bet tikai mazāk nekā trešdaļa no tiem tiek otrreizēji pārstrādāta.

* Līdz pat 10% no katru gadu saražotās plastmasas nonāk ūdens vidē, kur tā paliek un uzkrājas.

* Plastmasas materiāli sastāda 60–80% no ūdens piesārņojuma un aptuveni 90% no visiem pasaules peldošajiem atkritumiem.

* Okeānos nonāk vismaz 8 miljoni t (citviet minēti pat 20 miljoni t) plastmasas gadā jeb 1 autokrava minūtē.

* Pašlaik okeānos esot vairāk nekā 150 miljonu t plastmasas.

* Ūdenī peld vairāk nekā 5 triljoni plastmasas mikrodaļiņu.

* Ja nekas steidzami netiks darīts, lai pienācīgi pārstrādātu plastmasas atkritumus, 2050. gadā to okeānos būs vairāk nekā zivju (pēc svara).

Problēma

Atkarībā no ķīmiskā sastāva un citiem faktoriem, lai plastmasa pilnībā sadalītos, ir nepieciešams laiks no pāris gadiem līdz vairākiem simtiem gadu. No šī materiāla izgatavotie produkti dažādu dabas faktoru – saules, vēja, ūdens viļņošanās, karstuma un citu –  ietekmē pamazām sairst, taču nekur nepazūd – pāri paliek acij neredzamas mazas plastmasas gabalu un polimēru ķēdes. Lielākā daļa plastmasas veidu paši par sevi nav bīstami, tomēr ražošanas procesā tiem tiek pievienotas dažādas ķīmiskās vielas kā bisfenols A (BPA), vai, atrodoties vidē, plastmasas daļiņas uz savas virsmas var akumulēt tādas zināmas dzīvajiem organismiem kaitīgas vielas kā polihlorbifenilus (PCBs), policikliskos aromātiskos ogļūdeņražus (PAHs), smagos metālus, dažādas baktērijas u. c., kas tālāk var akumulēties dzīvnieku organismā un kļūt potenciāli bīstami to veselībai.

Planktonam, gliemjiem, zivīm, putniem un arī vaļiem plastmasas gabaliņi mēdz atgādināt barību. Ik pa laikam medijos parādās ziņas, ka atkal jūras vai okeāna krastā atrasts izskalots kāds ūdens dzīvnieks, piemēram, valis, kura kuņģis ir pilns ar dažādiem atkritumiem – plastmasas glāzītēm, pudelēm, maisiem u. c. Lielais apēsto atkritumu daudzums ir nosprostojis gremošanas sistēmu un dzīvnieka mūžs noslēdzas ar atkritumiem pilnu kuņģi un mokošu nāvi.

Mikroplastmasa – plastmasas gabaliņi, kas ir mazāki par pieciem milimetriem jeb griķa grauda lielumam, līdz pat mikroskopiskiem izmēriem – ir konstatēta savvaļā ķerto zivju gremošanas sistēmās, bezmugurkaulniekos un daudzos citos dzīvos organismos. Jēdzienā mikroplastmasa ietilpst dažādas tekstilšķiedras, gumija, krāsa, pildvielas un līdzīgi produkti, kas balstās uz sintētisko polimēru bāzes. Organismi mikroplastmasu var uzņemt tieši, uzņemot daļiņas barošanās procesā, sajaucot ar potenciālo dzīvo laupījumu vai uzņemot laupījumu, kura ķermenī jau atrodas mikroplastmasa, un pasīvi, ūdeni filtrējot. Kad šāda maza plastmasas daļiņa ir uzņemta, tā var palikt organisma gremošanas traktā no pāris dienām līdz pat vairākām nedēļām. Tā var pakļaut ūdens organismus dažāda veida negatīvai ietekmei, piemēram, ietekmējot augšanu, reprodukcijas spējas vai izdzīvošanu, ko izraisa barošanās struktūru bloķēšana vai nepietiekama uztura uzņemšana, ko veicina viltus sajūta, ka zivs ir paēdusi. Tomēr daži organismi var būt noturīgi pret stresu, ko izraisa mikroplastmasas uzņemšana, tādēļ ir grūti paredzēt kopējo potenciālo ietekmi.

Ko rāda pētījumi?

Pētījumu skaits par mikroplastmasu pēdējo gadu laikā ir audzis eksponenciāli. Piemēram, Sciendirect zinātnisko rakstu datu bāzē rakstu skaits ar atslēgas vārdu “mikroplastmasa” pieaudzis   no 34 publicētiem rakstiem 2002. gadā līdz 675 rakstiem 2018. gadā un jau 1014 publicētiem rakstiem 2019. gadā (uz 23. augustu). Tas liecina, ka šis pētījumu virziens kļūst aizvien aktuālāks.

Mikroplastmasa ir sastopama katrā mūsu planētas reģionā, tajā skaitā Daugavas ūdenī. To apliecina pētījums, kas veikts 2017. gadā. Plastmasa atrasta niecīgu šķiedru un mazu granulu formā, kas, visticamāk, upē nonākusi ar mājsaimniecības notekūdeņiem. Veļas mašīnā mazgājot sintētiskos apģērbus, no tiem atdalās mazas mikrošķiedras, kas ir visbiežāk sastopamā plastmasa upju, ezeru un jūras ūdenī un to nogulumos. Higiēnas produktos – daudzās dušas želejās, skrubjos, sejas mazgāšanas līdzekļos un abrazīvās zobu pastās – var būt plastmasas mikrogranulas. Tās ir tik mazas, ka tās nespēj uzņemt attīrīšanu filtri, un tas viss nonāk vidē.

Vēl nesen daudzi zinātnieki domāja, ka uzņemtās plastmasas daļiņas dzīvnieki caur gremošanas sistēmu vienkārši izvada atpakaļ vidē, taču dažāda veida pētījumi pierāda, ka tā nav. Piemēram, eksperimentos ar ziemeļu ēdamgliemenēm Mytilus edulis tika konstatēts, ka plastmasa akumulējas zarnu traktā. Gliemenes tika turētas ūdenī, kas saturēja plastmasas mikrodaļiņas. Trīs dienu laikā šīs daļiņas no zarnām bija pārgājušas asinsrites sistēmā, kur tās noturējās vairāk nekā 48 dienas. Pētījums rādīja, ka, jo mazāka plastmasas daļiņa, jo lielāka varbūtība, ka tā akumulēsies organismā. Mīdijas izfiltrē līdz 20 litriem ūdens dienā, bet plastmasa paliek gliemenēs un nokļūst uz mūsu galda.

Latvijas Hidroekoloģijas institūta un Latvijas Universitātes Bioloģijas fakultātes pārstāvji veikuši pētījumu par dažādu plastmasas izstrādājumu potenciālo ietekmi uz šādiem ūdens organismiem: Desmodesmus communis (fitoplanktons); Daphnia magna un Artemia salina (zooplanktons); Monoporeia affinis, Gammarus pulex, Corophium volutator un Hyalella azteca (zoobentoss). Eksperimentu rezultāti liecināja, ka 60% pētījumā izmantotajiem plastmasas produktiem ir negatīva ietekme uz testēto organismu augšanu un attīstību. Lielākā materiālu toksicitāte tika konstatēta kompaktdiskiem, kas ražoti no polivinilhlorīda (PVC), un trauku sūkļiem, kuru ražošanā izmantots poliuretāns (PU). Vismazākā negatīvā ietekme uz testa organismiem tika novērota, izmantojot plastmasas traukus, kas veidoti no polipropilēna (PP), iesiešanas vākiem, kas veidoti no polivinilhlorīda (PVC) un plastmasas olu traukiem, kas veidoti no polistirēna (PS).

Meklējot liecības par plastmasas esamību zivīs, tika aplūkots Ziemeļu un Baltijas jūrā dzīvojošo zivju – mencas Gadus morhua, gludās plekstes Limanda limanda, plekstes Platichthys flesus, reņģes Clupea harengus un makreles Scomber scombrus kuņģa – zarnu trakts. 16 zivīm (5,5%) no 290 tika konstatētas plastmasas daļiņas. Biežāk plastmasas daļiņas (10,7%) tika konstatētas pelaģisko zivju (makreles un reņģes) kunģos. No visiem atrastajiem plastmasas gabaliem 74% bija mikroplastmasa (<5 mm).

Ilgtermiņa pētījumā, ko veikuši dāņu pētnieki, konstatēts, ka pēdējo 30 gadu laikā Baltijas jūrā ūdens vidē peldošo un zivīs atrodamo plastmasas mikroatkritumu daudzums nav pieaudzis, bet ir nemainīgs. Līdz šim tika uzskatīts, ka mikroplastmasas koncentrācijai zivīs un jūras ūdenī būtu jāpieaug līdzvērtīgi plastmasas ražošanas un vidē nonākušās plastmasas pieaugumam, kas jorojām turpinās. Šis ilgtermiņa pētījums to nepierāda. Visdrīzāk daļa no plastmasas ar laiku nogrimst un paliek ūdenstilpju gruntī vai tiek izskalota krastā.

Ievērojamu daļu no plastmasas piesārņojuma sastāda arī dažādi zvejas rīki, kas izgatavoti no sintētiskām šķiedrām. Neizņemtie un pazaudētie zvejas rīki, piemēram, tīkli var kādu laiku turpināt ķert zivis un citus ūdens iemītniekus, bet, laikam ejot un tiem sadaloties, var kļūt par viltus barību ūdens organismiem. Eiropas Komisijas izdotajā Plastmasas stratēģijas ziņojumā minēts, ka 27% no atkritumiem, ko atrod Eiropas ūdeņu piekrastēs, veido plastmasas atliekas no zvejniecības rīkiem.

3. attēls. Zivij vēderā tika konstatēti 18 plastmasas gabali (Avots: www.scientificamerican.com)

https://www.scientificamerican.com/article/from-fish-to-humans-a-micropl...

Šāda veida pētījumi nepierāda, ka piesārņojuma līmenis ir tik būtisks, ka zivju un citu ūdens dzīvnieku sugām, kā arī ekosistēmām draudētu izmiršana. Pētījumi pamatā uzsver nepieciešamību pievērst pastiprinātu uzmanību plastmasas atkritumu ūdens vidē izpētei. Skaidrs ir tas, ka plastmasa un mikroplastmasa dabas ūdeņos ir sastopama un daļa ūdens organismu noteiktos apstākļos var apēst plastmasu tādos apmēros, kas var būtiski ietekmēt to funkcijas un dažos gadījumos tas kādam dzīvniekam var beigties letāli.

Labā ziņa ir tā, ka lielākā daļa mikroplastmasas paliek zivju gremošanas traktā, bet muskuļaudos, ko cilvēki patērē uzturā, tā praktiski nenonāk. Skaidrs arī tas, ka mikroplastmasu tomēr ik pa brīdim apēdam arī mēs, bet tik niecīgā daudzumā, ka atteikties no zivju un citu ūdens dzīvnieku produktu lietošanas nebūtu pamata. Pagaidām veiktie pētījumi nepierāda, ka zivis un gliemjus mūsu uzturā vajadzētu ierobežot.

Viens no nākotnes lielākajiem izaicinājumiem pētniekiem, politikas veidotājiem un cilvēkiem kopumā būs lielā plastmasas produktu patēriņa un to atkritumu daudzuma un vidē esošās plastmasas daudzuma samazināšana. Izlietotās plastmasas šķirošana un pārstrāde kā risinājums iegūst popularitāti visā pasaulē, bet tā joprojām neatrisina primāro problēmu – plastmasas pārprodukcijas un patēriņa pieaugumu. Vienreizlietojamie maisiņi, dzērienu salmiņi un plastmasu saturoši higiēnas produkti ir tikai neliela daļa no apjomīgā plastmasas produktu klāsta, un to aizliegšana pagaidām neatrisina problēmu pilnībā. Ja nemainīsim savus paradumus,  plastmasas daudzums vidē tuvākajos gados turpinās pieaugt.

Edmunds Bērziņš, zinātniskā institūta “BIOR” Zivju resursu pētniecības departaments

Ieteicamā literatūra

The world's plastic problem in numbers, 2018. Saite: https://www.weforum.org/agenda/2018/08/the-world-of-plastics-in-numbers

A sea of plastic: Trash will ‘outweigh fish in the ocean in just 30 years unless drastic action is taken to recycle’, 2016. Saite: https://www.dailymail.co.uk/news/article-3408064/A-sea-plastic-Trash-out...

Plastic to outweigh fish in oceans by 2050, 2016. Saite: https://phys.org/news/2016-01-plastic-outweigh-fish-oceans.html

Latvijas Universitātes 71. zinātniskā konference, LU Bioloģijas fakultāte, Bioloģijas sekcija “Latvijas ūdeņu vides pētījumi un aizsardzība”. Referātu tēžu krājums. Rīga, 2013. gada 18. februāris. Plastmasas izplatība ūdens vidē un tās potenciālā ietekme uz hidrobiontiem.

Pētniece no Panamas Daugavā atrod mikroplastmasas piesārņojumu, 2017. Saite: https://www.lsm.lv/raksts/dzive--stils/tehnologijas-un-zinatne/petniece-...

Rummer u.c. Plastic ingestion by pelagic and demersal fish from the North Sea and Baltic Sea 2015. Marine Pollution Bulletin 102 (2016) 134–141.

Geyer u.c. Production, use, and fate of all plastics ever made 2017. Science Advances. Saite: https://advances.sciencemag.org/content/3/7/e1700782

UN report finds marine debris is harming more than 800 species, costing countries millions, 2016. Saite: https://www.un.org/sustainabledevelopment/blog/2016/12/marinedebris/

Microplastics in the Baltic have not risen for 30 years, 2017. Saite: https://phys.org/news/2017-10-microplastics-baltic-risen-years.html#nRlv

Microplastic in riverine fish is connected to species traits, 2018. Saite: https://www.nature.com/articles/s41598-018-29980-9