Mikroplastiki w wodzie generują szkodliwe reaktywne chemikalia, co kwestionuje ich reputację "obojętnych"

Image: Ars Technica · Source

Badanie z 2026 roku ujawnia, że mikroplastiki na powierzchni wody wytwarzają reaktywne formy tlenu, które mogą uszkadzać biologiczne cząsteczki, co sugeruje, że mikroplastiki są chemicznie aktywne i potencjalnie szkodliwe.

Mikroplastiki — maleńkie cząstki powstające w wyniku rozpadu większych przedmiotów z plastiku — były w dużej mierze uważane za chemicznie obojętne, co przyczyniło się do ich szerokiego zastosowania w opakowaniach i pojemnikach. Jednak nowe badania z Uniwersytetu Columbia kwestionują to założenie, pokazując, że mikroplastiki w wodzie nie są obojętne, lecz aktywnie generują szkodliwe reaktywne chemikalia. Opublikowane w czasopiśmie Nature w październiku 2026 roku, badanie prowadzone przez chemika Wei Mina wykazuje, że na styku powierzchni wody i różnych mikroplastików zachodzi produkcja reaktywnych form tlenu (ROS), które są znane z powodowania uszkodzeń oksydacyjnych białek, DNA i lipidów.

Zespół Mina skupił się na chemii zachodzącej w warstwie granicznej między wodą a cząstkami plastiku. Używając polistyrenu jako modelu, zauważyli, że żółty barwnik (zwanego oranżem metylowym) rozpuszczony w wodzie zawierającej mikroplastiki ulegał znacznemu rozkładowi w ciągu 10 dni, co wskazuje na aktywność chemiczną związaną z ROS. Dalsze eksperymenty wykryły rodniki hydroksylowe — wysoce reaktywne formy ROS — bezpośrednio na powierzchni plastiku. Efekt ten był spójny w przypadku sześciu popularnych tworzyw sztucznych, w tym polietylenu, polipropylenu, PVC, PET i akrylu, przy czym najbardziej hydrofobowe plastiki generowały najwyższy poziom rodników.

Naukowcy przypisują to zakłóceniu sieci wiązań wodorowych między cząsteczkami wody na hydrofobowych powierzchniach plastiku, co podnosi poziom energii lokalnych cząsteczek wody i obniża energię potrzebną do powstawania rodników z jonów hydroksylowych. Dodatkowo, powierzchnie plastiku nabierają ładunku ujemnego w wodzie, co dodatkowo ułatwia produkcję rodników. Aby wykluczyć zanieczyszczenia lub artefakty, zespół posłużył się wieloma niezależnymi technikami detekcji i wykazał, że dodanie detergentów rozbijających interfejs woda-plastik zmniejszało generowanie rodników, co potwierdza, że zjawisko to jest inherentne dla interfejsu mikroplastik-woda.

Badano również znaczenie biologiczne. Białka takie jak lizozym aglomerowały się na powierzchniach plastiku z powodu uszkodzeń wywołanych przez rodniki, a czerwone krwinki myszy wystawione na mikroplastiki fragmentowały się proporcjonalnie do produkcji rodników przez plastiki. Wyniki te sugerują, że generacja ROS przez mikroplastiki może przyczyniać się do stresu oksydacyjnego i powiązanych problemów zdrowotnych, chociaż wielkość tego efektu w porównaniu z ROS produkowanym wewnątrz organizmu pozostaje niejasna.

Badanie przyznaje również niepewności dotyczące stopnia ekspozycji ludzi na mikroplastiki, wpływu starzenia się środowiskowego cząstek oraz wpływu rozmiaru cząstek, przy czym mniejsze nanoplastiki mogą stanowić większe ryzyko ze względu na większą powierzchnię. Naukowcy proponują, że inżynieria plastiku o mniejszej hydrofobowości mogłaby zmniejszyć powstawanie rodników.

Podsumowując, Min podkreślił potrzebę dalszych badań mających na celu ustalenie bezpośredniego wkładu generowanych przez mikroplastiki ROS w choroby u ludzi i zwierząt. Te badania stanowią ważny postęp w zrozumieniu aktywności chemicznej mikroplastików i potencjalnych skutków zdrowotnych wykraczających poza ich fizyczną obecność.