Mikro- ja nanomuovit saastuttavat kaikkia ekosysteemejä, Antarktiksen lumista ihmisen vereen. Nature Communications -julkaisussa julkaistu tutkimus paljastaa, miksi nämä materiaalit, vaikka ne ovatkin kestäviä, hajoavat mahdollisesti myrkyllisiksi hiukkasiksi. Sanat Kumarin (Columbia Engineering) johtama tutkimus tuo esiin prosessin, joka on ominaista tavallisille muoveille.
Muovien piilotettu rakenne
Puolikristalliset muovit, jotka ovat valtaosa arjessamme (ne muodostavat 75-80 % käytöistämme), saavat ominaisuutensa erityisestä molekyylijärjestelmästä. Niiden rakenne muistuttaa tuhansien jäykkien ja joustavien kerrosten peräkkäisyyttä. Eräänlainen tiilien (jäykät kiteiset alueet) pinoaminen, joka on sidottu laastilla (pehmeät amorfiset alueet). Tämä vuorottelu selittää niiden mekaanisen kestävyyden ja sopeutumiskyvyn, mutta myös niiden pitkäaikaisen haavoittuvuuden.
Tarkastellessaan näitä materiaaleja elektronimikroskoopilla tutkijat havaitsivat, että amorfiset kerrokset heikkenevät vähitellen lämmön, UV-säteilyn tai kemiallisten rasitusten vaikutuksesta. Toisin kuin yleisesti luullaan, tämä hajoaminen tapahtuu jopa ilman fyysistä painetta, pelkästään vanhenemisen seurauksena. Pehmeiden alueiden heikot molekyylisiteet murtuvat ensin.
Tutkimus paljastaa erityisesti dominoefektin: kun pehmeät kerrokset rikkoutuvat, ne vapauttavat viereiset kiteiset fragmentit. Nämä fragmentit, jotka ovat vakaat ja ihmiselle tuhoutumattomat, muuttuvat ympäristössä löydetyiksi nanomuoveiksi. Niiden nanometrinen koko (0,001–0,1 μm) tekee niistä erityisen vaarallisia, sillä se mahdollistaa niiden läpäisevän biologiset esteet.
Merkittävät terveysvaikutukset
Nanomuovien pysyvyys ympäristössä aiheuttaa ennennäkemättömän terveysriskin. Nämä hajoamattomat hiukkaset kerääntyvät maaperään, valtameriin ja jopa ilmakehään, luoden pysyvän altistuksen. Niiden mikroskooppinen koko mahdollistaa niiden helpon pääsyn ravintoketjuun, mikä johtaa väistämättä ihmisen elimistöön.
Esitutkimukset viittaavat huolestuttaviin toimintamekanismeihin: kerran hengitettyinä tai nautittuina nanomuovit voivat läpäistä solukalvot ja häiritä biologisia toimintoja. Jotkut tutkimukset viittaavat siihen, että ne voisivat kerääntyä solujen ytimeen, mahdollisesti häiritsemällä DNA:ta. Niiden pitkänomainen muoto ja kestävyys muistuttavat asbestin syöpävaarallisia ominaisuuksia, vaikka pitkäaikaisia tutkimuksia tarvitaan edelleen.
Näiden riskien edessä tutkimusryhmä korostaa ennaltaehkäisevien toimenpiteiden kiireellisyyttä. Parempi polymeerien suunnittelu voisi vähentää nanomuovien syntymistä lähteessä. Samanaikaisesti tehokkaiden havaitsemis- ja suodatusmenetelmien kehittäminen on elintärkeää ihmisten altistuksen rajoittamiseksi näille näkymättömille mutta mahdollisesti tuhoisille hiukkasille.