Пластиковые наночастицы - это крошечные кусочки пластика размером менее 1 микрометра - потенциально могут загрязнять пищевые цепи и в конечном итоге влиять на здоровье человека, согласно недавнему исследованию ученых из Национального университета Сингапура (NUS). Они обнаружили, что нанопластики легко попадают в организм морских организмов и со временем накапливаются в них, что может привести к их передаче вверх по пищевой цепочке, угрожая безопасности пищевых продуктов и создавая риск для здоровья.
Загрязнение океана пластиком является огромной и растущей глобальной проблемой. По оценкам, океаны уже могут содержать более 150 миллионов тонн пластика, и каждый год в океан попадает около восьми миллионов тонн пластика. Пластмассы не разлагаются легко. В морской среде пластмассы обычно разбиваются на более мелкие кусочки под воздействием солнца, волн, ветра и микробов. Эти частицы микро- и нанопластика в воде могут быть проглочены фильтрующими морскими организмами, такими как ракушки, трубчатые черви и асцидии.
Используя желудевую ракушку Amphibalanus amphitrite в качестве модельного организма, исследовательская группа NUS впервые продемонстрировала, что нанопластики, потребляемые на личиночной стадии, сохраняются и накапливаются внутри личинок ракушек до тех пор, пока они не достигнут зрелости.
«Мы решили изучить ракушек-желудей, поскольку их короткий жизненный цикл и прозрачные тела позволяют легко отслеживать и визуализировать движение нанопластика в их телах за короткий промежуток времени», - сказал г-н Самарт Бхаргава, аспирант. с кафедры химии факультета естественных наук НУС, который является первым автором исследовательской работы.
«Усоногих ракушек можно найти во всех океанах мира. Это накопление нанопластиков внутри ракушек вызывает озабоченность. Необходима дальнейшая работа, чтобы лучше понять, как они могут способствовать долгосрочному воздействию на морские экосистемы», - сказал доктор. Серена Тео, старший научный сотрудник Института тропических морских наук Национального университета США, которая руководила исследованием.
Изучение судьбы нанопластиков в морских организмах
Исследовательская группа NUS инкубировала личинок ракушек в растворах их обычного корма в сочетании с пластиком размером около 200 нанометров с зелеными флуоресцентными метками. Личинки подвергались двум различным обработкам: «острой» и «хронической».
При «острой» обработке личинки усоногих раков содержались в течение трех часов в растворе, который содержал в 25 раз больше нанопластика, чем текущие оценки того, что присутствует в океанах. С другой стороны, при «хроническом» лечении личинки усоногих раков подвергались воздействию раствора, содержащего низкие концентрации нанопластиков, на срок до четырех дней.
Личинки затем отфильтровывали от раствора и исследовали под микроскопом. Распределение и движение нанопластика контролировали путем изучения флуоресценции частиц, присутствующих в личинках, с течением времени.
«Наши результаты показали, что после воздействия нанопластики на личинок усоногих моллюсков в обоих случаях личинки не только проглатывали пластиковые частицы, но было обнаружено, что крошечные частицы распределяются по всему телу личинок», - сказала г-жа Серина Ли из Института тропических морских исследований в Национальном университете США, второй автор статьи.
Несмотря на то, что естественные пути удаления отходов жизнедеятельности ракушек во время линьки и экскреции привели к некоторому удалению нанопластика, команда обнаружила постоянное присутствие нанопластика внутри ракушек на протяжении всего их роста, пока они не достигли взрослой жизни.
Усоногие раки могут находиться на более низких уровнях пищевой цепи, но то, что они потребляют, будет передано организмам, которые их едят. Кроме того, пластмассы способны поглощать загрязняющие вещества и химические вещества из воды. Эти токсины могут попасть в организмы при потреблении частиц пластика и нанести дополнительный ущерб морским экосистемам и здоровью человека», - сказал морской биолог д-р Нео Мей Лин из Института тропических морских исследований в Национальном университете США. авторы статьи.
Результаты исследования группы были впервые опубликованы в Интернете в журнале ACS Sustainable Chemistry & Engineering в марте 2018 года. Исследование финансировалось в рамках Программы морских исследований и разработок Национального исследовательского фонда Сингапура.
Следующие шаги
Исследовательская группа NUS стремится углубить свое понимание перемещения наночастиц внутри морских организмов и потенциальных путей переноса в морской экосистеме.
Продолжительность жизни и судьба пластиковых отходов в морской среде в настоящее время вызывают серьезную озабоченность из-за большого количества пластиковых отходов и их потенциального воздействия на морскую экосистему и продовольственную безопасность во всем мире. Команда хотела бы изучить такие темы в ближайшем будущем и, возможно, найти способы решения таких проблем», - пояснил доцент Суреш Валиавиттил с химического факультета факультета естественных наук Национального университета США, который руководил исследованием.
В настоящее время команда изучает, как нанопластики влияют на другие модельные организмы беспозвоночных, чтобы понять влияние пластика на морские экосистемы.