Dr Jelena Mutić: Da li možemo da se riješimo mikroplastike?

Dr Jelena Mutić sa Hemijskog fakulteta u Beogradu objašnjava – zašto mikroplastike ima toliko puno, zašto ju je tako teško detektovati, a još teže ukloniti, zašto su mnogobrojna tehnološka rješenja još uvijek samo prototipovi… ali i zašto, pored svega toga, i dalje možemo naći razloga za optimizam

Već godinama se u medijima ponavlja procjena kako će do 2050. godine plastike u okeanima biti isto koliko i riba. Mada je u pitanju jedna vrlo neprecizna procjena, to ne znači da realnost mora biti mnogo drugačija – već samo da je razmjere plastičnog zagađenja jako teško procijeniti.

A to posebno važi kada govorimo o mikroplastici.

Dva su glavna izvora mikroplastike. Sa jedne strane, mikroplastične čestice su se primarno proizvodile kao dodatak sredstvima za čišćenje i za kozmetičke preparate – mikroperle za pilinge i sredstva za čišćenje kože, gelovi, paste za zube i slični preparati. 

Ali proizvodile su se i u automobilskoj i avio industriji, kao industrijske sirovine, mikrovlakna za proizvodnju sintetičkog tekstila, u industriji boja… Primjera radi, broj mikroplastičnih čestica različitih veličina, oblika i boje, pronađen u pilingu za lice je između 1000 i 19.000 čestica po mililitru. Studije takođe pokazuju da se prilikom svakog ciklusa pranja sintetičke tkanine oslobađaju mikroplastična vlakna.

Ali daleko od toga da se sva mikroplastika namjenski proizvodi. Veliki udio imaju mikroplastične čestice koje su počele da nastaju razgradnjom plastičnog otpada koji nije na adekvatan način skladišten. To se prvenstveno odnosi na otpad koji se bača u životnu sredinu.

Drugim riječima, svaki komad plastičnog otpada predstavlja potencijalni izvor mikroplastike.

Povodom Dana planete Zemlje 2024, sa temom „Planeta protiv plastike” – dr Jelena Mutić sa Hemijskog fakulteta u Beogradu odgovara na pitanje:

Da li možemo da se riješimo mikroplastike?

Mikroplastiku – odnosno čestice plastike prečnika manjeg od 5 mm dužine – pronašli smo svuda: od vrhova Himalaja, preko oblaka, okeana, rijeka i zemljišta, do hrane koju jedemo, pa i u uzorcima ljudske placente.

Još uvijek ne znamo razmjere problema, niti njegovih posljedica, mada se širom svijeta polako gradi korpus znanja koji nedvosmisleno govori: ovo je problem koji moramo riješiti.

Problem je u tome što još uvijek ne znamo ni – kako. U laboratorijama širom svijeta razvijaju se različiti pristupi (termički, uz pomoć UV zračenja, biljaka, gljiva, mikroorganizama) ali svi oni su još daleko od industrijske primjene…

Mikroplastiku stvaraju najrazličitije prakse upotrebe plastike, od habanja sintetičkih guma do upotrebe plastenika

Mikroplastiku nalazimo svuda. Od okeana, gdje plutaju „nova” ostrva plastike i razlažu se, preko vazduha i zemljišta, uključujući i neke od najudaljenijih krajeva planete, pa sve do uzoraka životinja i hrane, a relativno skoro pronađena je i u uzorcima ljudske placente.

Primjera radi, u poljoprivredi, mikroplastika potiče od upotrebe plastičnih proizvoda za poljoprivrednu proizvodnju – sistemi za navodnjavanje, plastični rezervoari, folije za malčiranje, plastenici, itd.  

Posljedice ovakvog zagađenja je teško sagledati. Najnovija istraživanja pokazuju da mikroplastika utiče na hemizam zemljišta – odnosno da vezuje metale iz zemljišnih supstrata, i mijenja njihovu biodostupnost biljkama. To dovodi do promjene njihove mobilnosti, što bi značilo da neki toksični metali, koji su u zemljištu vezani u slabo dostupne frakcije, sada mogu da postanu dostupniji biljkama. 

Posljedica ovog kompleksnog procesa je uvođenje toksičnih elemenata u lanac ishrane.

Kada govorimo o rješenjima, važno je da razumemo sa kakvim problemom smo suočeni. Plastični materijali su napravljeni da budu izdržljivi: oni su hemijski prilično inertni i fizički su postojani. Pošto se radi o mikrometarskim veličinama čestica, problem sa mikroplastikom je zapravo pre svega u nedostatku standardizovanih analitičkih metoda za njihovo izolovanje i kvantifikaciju.

Šta to tačno znači?

Rješenja za uklanjanje mikroplastike iz životne sredine se tek razvijaju i retko koje je za sada našlo širu primjenu

Naime, hemijske i biološke tehnike za degradaciju imaju za cilj da razgrađuju mikroplastiku u jednostavnije organske supstance, ili da je degradiraju do uljen-dioksida i vode, što je po mom mišljenju trenutno najbolje. 

Međutim, degradacijom mikroplastike ne bi smjelo opet da se dobiju proizvodi koji su toksični. Dalje, ako su proizvodi degradacije manji molekuli, oni se pažljivo moraju pratiti i okarakterisati jer može doći do novog problema – dobijanjem čestica malih veličina ulazimo u oblast nanotehnologije, gdje današnje tehnike tek nisu lako dostupne i rutinske. Drugim rečima, sam proces degradacije mora biti strogo kontrolisan.

Zato je izrazito važno raditi na razvijanju metoda kojima se mogu pratiti proizvodi degradacije, a prvenstveno razvijanje analitičkih tehnika za kvantifikaciju nanočestica.

U borbi protiv mikroplastike, pored smanjenja njenog nastanka, od krucijalnog je značaja i remedijacija postojećeg zagađenja. Postojeće tehnike remedijacije se, zavisno od tipa tretmana, mogu podijeliti na fizičke, hemijske i biološke, a shodno medijumu koji se tretira, razlikuju se tehnologije primjenjive za tretman voda i zemljišta.

Procjenjuje se da bi do 2050. godine plastika činila i 20% upotrebe nafte, što može dati „drugi život” ovom fosilnom gorivu.

Jelena Mutić, Hemijski fakultet u Beogradu

Sve metode imaju svoje prednosti i mane, i zahtevaju dugotrajne i detaljne studije multidisciplinarnih timova koji bi uključivali naučnike iz svih sfera istraživanja.

Piroliza je, na primjer, termohemijski proces kojim se dugi lanci polimera degradiraju u manje, jednostavnije molekule pod uticajem temperature i pritiska, i pokazao se kao ekološki prikladna opcija za tretman otpadne plastike. Najveći nedostatak je generisanje gasova sa efektom staklene bašte i aromata, koji zahtijevaju dalji tretman u cilju smanjenja štetnih efekata. Ali ako se ti gasovi mogu upotrebiti za dobijanje toplote ili struje, to bi pirolizu učinilo pristupom koji je u skladu s načelima cirkularne ekonomije.

Unapređeni oksidacioni procesi, elektrodegradacije ili fotodegradacije pod uticajem UV zračenja su metode na kojima se intenzivno radi, a ključni parametri za praćenje mogućnosti primjene ovih degradacionih metoda su ekonomičnost, odnosno isplativost i opet dobijanje neškodljivih proizvoda degradacije.

Fitoremedijacija kao remedijaciona tehnika koja uključuje upotrebu biljaka se do sad pokazala kao održiva opcija za čišćenja zemljišta do dubine korjena biljaka. Međutim, primjena fitoremedijacije u cilju uklanjanja mikroplastike iz zemljišta je trenutno tek u začetku. Radi se na selekciji vrsta koja bi se uzela u razmatranje.  U pitanju je ekološki prihvatljiv pristup, čiji potencijal tek treba da bude istražen.

U literaturi se mogu naći istraživanja koja koriste insekte, gljive i mikrobe za degradaciju mikroplastike. Mikrobna degradacija je ekonomična i ekoloških prikladna tehnologija za remedijaciju mikroplastike, i kao takva je privukla pažnju kao potencijalno efikasna opcija. Mehanizam degradacije plastike i enzimi uključeni u dati proces su i dalje nedovoljno istraženi, što zahteva dalja opsežna ispitivanja prije komercijalne primjene.

Što se tiče zagađenih sistema, većina razvijenih metoda se koristi za uklanjanje mikroplastike prisutne u vodi, nekoliko bioloških pristupa može se primijeniti na zemljište, ali do danas još nedostaju konkretni predlozi za uklanjanje atmosferske mikroplastike.

U Evropi je uvedena zabrana ciljane proizvodnje mirkoplastike. Ali ovaj problem još uvijek nije dovoljno regulisan

Iako je većina rešenja još uvijek daleko od masovne industrijske primjene, ja jesam optimista – a razlog je to što postoji veliko interesovanje stručnjaka da se uključe u ova istraživanja, a sa istim interesovanjem se uključuju i regulatorna tijela. Zagađenje plastikom je složen problem koji zahteva usklađeno djelovanje vlada, privatnog sektora, potrošača i civilnog društva; drugim riječima, svih nas.

Problem nije samo u gomilanju plastičnog otpada (i sve što taj otpad može da izazove u životnoj sredini), već i upotreba fosilnih goriva kao polazne sirovine za proizvodnju plastike. Procjenjuje se da bi do 2050. godine proizvodnja plastike činila i 20% potrošnje nafte. Jedno od rješenja je sinteza polimera na bazi gasova staklene bašte kao što su ugljen-dioksid i metan, ili upotreba biomase kao potencijalna zamjena za polimere petrohemijskog porijekla.  

Buduće inovacije, razvoj i dizajn proizvoda bi u tom smislu trebalo da teži razvoju biorazgradivih polimera bar za onu ambalažu koja se koristi za jednokratnu upotrebu. 

Svjesni smo koliko je današnji brzi način življenja uveo ambalažne proizvode za jednokratnu upotrebu u svakodnevni život. Upotreba jednokratnih proizvoda, kao što su čaše i posude za hranu na bazi polistirena, može dovesti do abrazije i oslobađanja mikro- i nanoplastike.

Evropska unija je nedavno usvojila zabranu ciljane proizvodnje mikroplastike, i dodavanja u formulacije različitih kategorija proizvoda, od sredstava za zaštitu bilja, đubriva do kozmetičkih proizvoda i deterdženata.

dr Jelena Mutić, Hemijski fakultet u Beogradu

Neophodne su fundamentalne promjene u oblasti upravljanja plastičnim ambalažnim otpadom i plastikom uopšte, što je jedino moguće uz nove pristupe za transformisanje toka plastičnih materijala uz primenu koncepta cirkularne ekonomije.

Evropska unija je nedavno usvojila zabranu ciljane proizvodnje mikroplastike, i dodavanja u formulacije različitih kategorija proizvoda, od sredstava za zaštitu bilja, đubriva do kozmetičkih proizvoda i deterdženata.  

Važan inicijator promjena u dizajnu proizvoda je regulativa kroz niz zahtijeva koje proizvod mora ispuniti prije dospjevanja na tržište. Jedan od takvih propisa je EU Direktiva 2019/904 iz juna 2019, koja implementira i produženu odgovornost proizvođača, ili tzv. dužnu pažnju (due diligence) koja predviđa odgovornost svih učesnika u lancu snabdijevanja određenog proizvoda.

Ali i pored svih ovih inicijativa, rješavanje ovog problema i dalje može izgledati nesagledivo. Umjesto procjena, koje je gotovo nemoguće napraviti, ponudiću jednu perspektivu.

Kada su prije 60 godina počela prva istraživanja na temu teških metala u uzorcima životne sredine (vazduhu, vodi, zemljištu, hrani), postojale su grubo rečeno iste poteškoće: nejasnoće u kojoj mjeri su štetni određeni metali, koji njihovi oblici i oksidaciona stanja. 

Ali to je nije bila samo oblast kojom su se bavili naučnici različitih profila, već i regulatorna tijela. Kako su godine prolazile, propisi su se mijenjali sa naučnim saznanjima, ali i sa razvojem analitičkih metoda kojima je bilo moguće detektovati niže koncentracije teških metala.

Često kažem da smo u istoj situaciji, samo sa novim polutantom. Kako se budu razvijale metode, tako će se i propisi mijenjati, regulative, smjernice ka rješenjima. Jednom kada se susretnu naučno znanje, regulativa i industrija, onda ćemo konačno imati jasniju sliku – da li i kako možemo zaista da riješimo problem mikroplastike.

O autorki

Dr Jelena Mutić je profesor na Katedri za Analitičku hemiju Hemijskog fakulteta u Beogradu. Oblast njenog istraživanja je razvoj novih analitičkih metoda (spektroskopskih i elektrohemijskih metoda) u skladu sa trendom razvoja analitičke hemije u svijetu i njihova primjena u različitim uzorcima životne sredine (biljkama, zemljištu i hrani). Autor je preko 70 naučnih radova, jedne monografije i koautor nekoliko udžbenika i praktikuma za studente Hemijskog fakulteta.

Izvor: klima101.rs