Mohli byste ročně inhalovat téměř 70 000 plastových částic, tady to znamená pro vaše zdraví

Neviditelné plasty ve vzduchu infiltrují naše těla a města. Vědci odhalují naléhavá zdravotní nebezpečí a nastíní odvážná řešení pro čistší a bezpečnější budoucnost.

Studie: Znečištění ovzduší a jeho dopady na zdraví: zaměření na mikroplastiky a nanoplastiky. Obrázek kredit: Obrázek 5Gyres, se svolením Oregonské státní univerzity

V nedávném článku o recenzi zveřejněném v časopise Ekotoxikologie a bezpečnost životního prostředíVědci diskutovali o zdrojích, metodách detekce, dopady na zdraví a strategie zmírňování pro vzdušné mikroplastiky a nanoplastiky.

Mikroplasty a nanoplasty jsou v městských atmosférických částicích stále běžnější a představují významná zdravotní rizika prostřednictvím expozice a inhalace životního prostředí. Odborníci varují, že k pochopení jejich distribuce a implementaci účinných politik veřejného zdraví je nutná naléhavá pozornost, aby zmírnili jejich dopady.

Rostoucí přítomnost vzdušných plastů

Mikroplasty (méně než 5 mm) a nanoplastiky (méně než 1 μm) pocházejí z rozpadu větších plastových předmětů a běžně se vyskytují v městských a průmyslových oblastech. Tyto částice mohou být vdechovány, požívány nebo absorbovány kůží a přispívat k oxidačnímu stresu, záněta vývoj chronických onemocnění, včetně kardiovaskulárních poruch.

Nedávné studie detekovaly mikroplasty v lidské krvi, plicních tkáních a vaskulárních placích. V městských centrech, jako jsou Zhengzhou a Guangzhou, jsou mikroplasty vázané na PM2,5 obzvláště převládající a týkají se jejich schopnosti hluboce proniknout do respiračního systému. Mikroplasty jsou v těchto městech rozšířeny a zdůrazňují městskou specifičnost tohoto problému.

Zejména vnitřní vzduch, zejména v prostorech se syntetickým textilem a koberci, obsahuje vyšší koncentrace než venkovní vzduch. Odhaduje se, že průměrný člověk vdechuje kolem 69 000 plastových částic ročně, přičemž dominantní roli hraje vnitřní expozice. Přezkum poznamenává, že tento odhad je založen na denní inhalaci přibližně 190 mikroplastických částic na osobu.

Polyethylen tereftalát (PET) na bázi mikroplastů a nanoplastů se týkají zejména jejich schopnosti adsorbujte další znečišťující látky, jako je oxid dusičitý a oxid siřičitý. Tato adsorpce je primárně poháněna elektrostatickými a disperzními silami a závisí na polaritě a atomové ústavě znečišťujících látek, přičemž adsorpční schopnost PET je srovnatelná s povrchy na bázi uhlíku a kovů.

Tyto adsorbované znečišťující látky mohou zvýšit toxicitu a přetrvávání environmentů vzdušných plastů, což z nich činí nejen samostatné znečišťující látky, ale také účinné nosiče jiných škodlivých látek.

Zdroje a distribuční vzorce

Plasty ve vzduchu pocházejí z různých zdrojů. K jejich přítomnosti přispívají městské a průmyslové oblasti, mořské prostředí a vnitřní prostory. Mezi běžné typy patří polystyren, polyethylen, polypropylen a polyethylen tereftalát (PET). Jejich hojnost a rozptyl ovlivňují také environmentální faktory, jako je expozice UV, vzory větru a sezónní změny.

Textilní vlákna jsou hlavním zdrojem vnitřních mikroplastů. Činnosti, jako je nošení a mytí syntetických oděvů, uvolňují do vzduchu drobná vlákna. Zejména fleece a blokovací tkaniny prolévají částice dostatečně malé, aby byly vdechovány.

Silniční prach, opotřebení pneumatik a další degradované plastové zbytky, jako je například ze skládky a otěru z nevýhodových částic souvisejících s dopravou, dále přispívají k venkovním koncentracím a vytvářejí složitou a mnohostrannou krajinu znečištění.

Zdravotní rizika a biologické dopady

Inhalované mikroplasty a nanoplasty mohou hluboce proniknout do respiračního traktu, kde mohou způsobit zánět, poškození buněk a dlouhodobé zdravotní problémy. Studie lidských plicních a dýchacích cest vystavených mikroplastům, zejména částic polypropylen, polyamidu a opotřebení pneumatik, prokázaly sníženou životaschopnost buněk a zvýšenou produkci zánětlivých markerů.

V organoidních modelech nylonová vlákna narušují expresi genů, jako je HOXA5, které jsou zásadní pro vývoj plic. Jiný výzkum naznačuje, že mikroplasty mohou narušit imunitní odpovědi.

U myšího modelu koronavirové choroby 2019 (Covid-19) změnily mikroplastiky zánětlivé a imunitní signalizační dráhy klíče. Kromě toho některé nanoplasty vyvolaly mitochondriální dysfunkci a ferroptózu, forma buněčné smrti v plicních buňkách. V kombinaci s výfukem nafty se zánětlivé účinky zintenzivnily.

Expozice během těhotenství také vyvolává obavy. U potkanů ​​způsobila expozice matek nanoplastům polystyrenu kardiovaskulární dysfunkce u matky i plodu. U lidí byly mikroplasty nalezeny v plicních tkáních, bronchoalveolárním výplavovém tekutině a dokonce i v mozku.

Biopsie plic od 11 z 13 pacientů obsahovaly mikroplasty, zejména polypropylen a PET. Vzorky od dospělých i dětí, zejména městských obyvatel a kuřáků, odhalily přítomnost syntetických vláken, včetně polyakrylových a polyesterů.

Možná nejvýraznější byly mikroplasty nalezeny v plaketách lidských karotidových tepen a čichové žárovce, což naznačuje možné souvislost mezi znečištěním plastu a neurologickou nebo kardiovaskulárním onemocněním. V jedné studii 304 pacientů byla přítomnost mikroplastů v plaketách karotidové tepny spojena s více než čtyřnásobným zvýšením rizika infarktu myokardu, mrtvice nebo smrti.

Detekce a měření

Přehled zdůrazňuje pokroky v detekčních technologiích, včetně infračerveného průvodu Fourier-Transform (FTIR) a Ramanovy spektroskopie, skenovací elektronové mikroskopie (SEM/EDX), hmotnostní spektrometrie a cytometrie v reálném čase s strojovým učením. Přezkum však také zdůrazňuje důležitost rozvoje standardizovaných a rychlých technik měření v reálném čase/online pro vzdušné mikroplastiky a nanoplastiky, zejména pro městské prostředí, kde jsou plasty vázané na PM2,5 největší obavy. Tyto metody umožňují stále citlivější a rychlou detekci vzdušných mikroplastů a nanoplastů, i když standardizace a dostupnost zůstávají výzvami.

Řešení a výzkumné cesty

Vzhledem k rozsahu znečištění plastů ve vzduchu a jejím potenciálním zdravotním důsledkům je potřeba cílených strategií zmírnit zmírnění naléhavá. Snížení výroby plastů a zlepšení nakládání s odpady je nezbytnými prvními kroky.

Pokročilé filtrační technologie vzduchu a vody, jako je koagulace, flokulace a vysoce účinné vzduchové filtry částic, mohou pomoci snížit expozici prostředí. Přehled však také uvádí, že správné likvidace a řízení shromážděných mikroplastů, jako jsou ty zachycené ve filtrech HEPA, je nezbytné pro zabránění opětovnému vstupu do prostředí.

Toxikologický výzkum by měl pokračovat v zkoumání toho, jak velikost částic, tvar a chemické složení ovlivňují biologické účinky. Mezitím jsou zapotřebí rychlejší a dostupnější detekční techniky pro atmosférické mikroplastiky a nanoplastiky spolu se standardizovanými protokoly o vzorkování, které umožňují srovnání napříč studiemi a regiony.

Technologie bioremediace také slibují. Využití řas, hub a bakterií k rozpadu plastů ve vzduchových a vodních systémech by mohlo poskytnout udržitelná řešení. Stejně tak by integrace nanotechnologie a pokročilých oxidačních procesů do stávajících filtračních systémů mohla zvýšit jejich účinnost.

Tvůrci politik musí posílit předpisy o plastech s jedním použitím a vymáhat řádnou likvidaci plastového odpadu, zejména zachycených částic ze vzduchových filtrů a systémů odpadních vod, aby jim zabránili v opětovném vstupu do životního prostředí. Klíčovou roli bude také hrát také podpora biologicky rozložitelných alternativ a udržitelných výrobních postupů.

Veřejné vzdělávání je další kritickou součástí. Integrace povědomí o plastovém znečištění do školních osnov a zahájení terénních kampaní zaměřených na spotřebitele, průmyslová odvětví a tvůrce politik může podpořit změny chování, jako je snížení využívání plastů a zlepšení recyklačních návyků.

Nakonec je nezbytná interdisciplinární spolupráce. Spojení odborníků na toxikologii, veřejné zdraví, vědu o materiálech a inženýrství může urychlit inovace a rozvíjet komplexní škálovatelná řešení, která řeší komplexní výzvy. Globální výzkumné sítě a specializované financování mohou toto kolektivní úsilí dále podpořit.

Přehled zdůrazňuje, že dlouhodobé účinky na zdraví, zejména u zranitelných populací, jako jsou děti a těhotné ženy, nejsou dosud plně pochopeny a zůstávají prioritou pro budoucí výzkum.

Závěry

Vzdušné mikroplastiky a nanoplasty představují rostoucí environmentální a zdraví. Jejich schopnost nést toxické látky, proniknout hluboko do lidského těla a přispívat k chronickému onemocnění, zdůrazňuje naléhavost koordinované reakce.

Prostřednictvím vědeckých inovací, reformy politiky a zapojení veřejnosti může společnost začít řešit tuto neviditelnou, ale vážnou hrozbu. Integrovaný přístup pro spolupráci je zásadní pro ochranu lidského zdraví i ekosystémů planety.