Kunststof nanodeeltjes, kleine stukjes plastic van minder dan 1 micrometer groot, voedselketens kunnen besmetten, en uiteindelijk van invloed zijn op de menselijke gezondheid, volgens een recente studie door wetenschappers van de National University of Singapore (NUS). Ze ontdekten dat nanoplastics gemakkelijk worden opgenomen door mariene organismen, waar ze zich in de loop van de tijd ophopen, met het risico om in de voedselketen terecht te komen, voedselveiligheid bedreigen en gezondheidsrisico's met zich meebrengen.

Plasticvervuiling in de oceaan is een enorm en groeiend wereldwijd probleem. Naar schatting bevatten de oceanen al meer dan 150 miljoen ton plastic, en elk jaar, ongeveer 8 miljoen ton plastic zal in de oceaan belanden. Kunststoffen worden niet gemakkelijk afgebroken. In het mariene milieu, plastic wordt door de zon meestal in kleinere stukjes afgebroken, golven, wind en microbiële werking. Deze micro- en nanoplastische deeltjes in het water kunnen worden opgenomen door filtervoedende mariene organismen zoals zeepokken, buiswormen en zeeschedes.

Met behulp van de eikel-zeokokken Amphibalanus amphitrite als modelorganisme, het NUS-onderzoeksteam toonde voor het eerst aan dat nanoplastics die tijdens het larvale stadium worden geconsumeerd, worden vastgehouden en opgehoopt in de zeepokkenlarven tot ze volwassen zijn.

"We hebben ervoor gekozen om zeepokken van eikels te bestuderen omdat hun korte levenscyclus en transparante lichamen het gemakkelijk maakten om de beweging van nanoplastics in hun lichaam binnen een korte tijdspanne te volgen en te visualiseren, " zei meneer Samarth Bhargava, een doctoraat student van de afdeling Scheikunde van de NUS-faculteit Bètawetenschappen, wie is de eerste auteur van het onderzoeksartikel.

"Zeepokken zijn te vinden in alle oceanen van de wereld. Deze accumulatie van nanoplastics in de zeepokken is zorgwekkend. Er is meer werk nodig om beter te begrijpen hoe ze kunnen bijdragen aan langetermijneffecten op mariene ecosystemen, " zei dr. Serena Teo, Senior Research Fellow van het Tropical Marine Science Institute bij NUS, die het onderzoek mede begeleid heeft.

Het lot van nanoplastics in mariene organismen bestuderen

Het NUS-onderzoeksteam bebroedde de zeepokkenlarven in oplossingen van hun reguliere voer in combinatie met plastic van ongeveer 200 nanometer met groene fluorescerende tags. De larven werden blootgesteld aan twee verschillende behandelingen:acuut en chronisch.

Onder de acute behandeling, de zeepokkenlarven werden drie uur bewaard in een oplossing die 25 keer meer nanoplastics bevatte dan de huidige schattingen van wat er in de oceanen aanwezig is. Anderzijds, onder de chronische behandeling, de zeepokkenlarven werden maximaal vier dagen blootgesteld aan een oplossing met lage concentraties nanoplastics.

De larven werden vervolgens uit de oplossing gefilterd, en onder de microscoop onderzocht. De verdeling en beweging van de nanoplastics werden gevolgd door de fluorescentie van de deeltjes die in de larven aanwezig waren in de loop van de tijd te onderzoeken.

"Onze resultaten toonden aan dat na het blootstellen van de zeepokkenlarven aan nanoplastics in beide behandelingen, de larven hadden niet alleen de plastic deeltjes ingeslikt, maar de kleine deeltjes bleken te zijn verspreid over de lichamen van de larven, " zei Serina Lee van het Tropical Marine Science Institute van NUS, wie is de tweede auteur van het artikel.

Hoewel de natuurlijke verwijderingsroutes van de zeepokken van vervelling en uitscheiding resulteerden in enige verwijdering van de nanoplastics, het team ontdekte de voortdurende aanwezigheid van nanoplastics in de zeepokken tijdens hun groei tot ze volwassen waren. "Zeepokken kunnen zich op de lagere niveaus van de voedselketen bevinden, maar wat ze consumeren zal worden overgedragen aan de organismen die ze eten. In aanvulling, kunststoffen zijn in staat om verontreinigende stoffen en chemicaliën uit het water te absorberen. Deze toxines kunnen op de organismen worden overgedragen als de plasticdeeltjes worden geconsumeerd, en kan verdere schade toebrengen aan mariene ecosystemen en de menselijke gezondheid, " zei marien bioloog Dr. Neo Mei Lin van het Tropical Marine Science Institute van NUS, wie is een van de auteurs van het artikel.

De onderzoeksresultaten van het team werden voor het eerst online gepubliceerd in het tijdschrift ACS Duurzame Chemie &Engineering in maart 2018. De studie werd gefinancierd in het kader van het Marine Science Research and Development Program van de National Research Foundation Singapore.

Het NUS-onderzoeksteam wil hun begrip van de translocatie van nanodeeltjes binnen de mariene organismen en mogelijke overdrachtsroutes in het mariene ecosysteem vergroten.

"De levensduur en het lot van plastic afvalmaterialen in het mariene milieu is momenteel een grote zorg vanwege de grote hoeveelheden plastic afval en de potentiële impact ervan op het mariene ecosysteem en de voedselzekerheid over de hele wereld. Het team zou dergelijke onderwerpen graag willen onderzoeken in de nabije toekomst en mogelijk om wegen te vinden om dergelijke problemen aan te pakken, " verklaarde universitair hoofddocent Suresh Valiyaveettil van de afdeling Scheikunde van de NUS-faculteit Wetenschappen, die het onderzoek mede begeleid heeft.

Het team onderzoekt momenteel hoe nanoplastics andere ongewervelde modelorganismen beïnvloeden om de impact van plastics op mariene ecosystemen te begrijpen.