Sveprisutna prijetnja mikroplastike, sićušnih čestica koje prodiru u svaki kutak našeg okoliša, pa čak i u naša tijela, postavlja jedno od ključnih ekoloških pitanja našeg doba. Znanstvenici i stručnjaci za okoliš neprestano se suočavaju s izazovom predviđanja gdje će se te čestice, manje od pet milimetara, najviše nakupljati. Točna identifikacija takozvanih "vrućih točaka" ključna je za usmjeravanje napora u sanaciju i ublažavanje njihovog štetnog utjecaja. Nedavna znanstvena istraživanja donose revolucionaran uvid u ovaj problem, otkrivajući da jedan, do sada zanemaren, biološki čimbenik igra presudnu ulogu u sudbini ovih čestica u vodenim ekosustavima.

Tajni život riječnih korita: Uloga biofilma

Na dnu rijeka, potoka i uz morske obale, površine pijeska i sedimenata nisu beživotne. Prekrivene su tankim, ljepljivim slojem poznatim kao biofilm. Ovu biološku prevlaku stvaraju zajednice mikroorganizama poput bakterija, algi i gljivica. Oni izlučuju tvari poznate kao ekstracelularne polimerne tvari (EPS), koje stvaraju ljepljivu matricu koja povezuje čestice sedimenata. Iako se dugo smatralo da bi ovakva ljepljiva površina mogla pospješiti zarobljavanje mikroplastike, novo istraživanje provedeno na Tehnološkom institutu u Massachusettsu (MIT) pokazuje upravo suprotno. Čini se da biofilm djeluje kao svojevrsni "zaštitni sloj" koji smanjuje taloženje mikroplastike.

Studija je otkrila da, pod inače jednakim uvjetima, sedimenti obogaćeni biofilmom znatno manje zadržavaju mikroplastične čestice. Razlog leži u fizikalnoj interakciji između čestica, vode i same podloge. Biofilm popunjava mikroskopske prostore između zrnaca pijeska, čineći površinu glađom i manje "prijanjajućom" za nadolazeće čestice. Kada mikroplastika sleti na takvu površinu, ona ne može prodrijeti dublje u sediment, već ostaje izloženija na samom vrhu. Zbog toga je strujanje vode mnogo lakše podiže i odnosi dalje nizvodno. Nasuprot tome, gola pješčana korita djeluju kao zamka, omogućujući česticama da se smjeste dublje među zrnca pijeska, gdje su zaštićene od vodenih struja i teže se ponovno pokreću.

Inovativni eksperiment koji rasvjetljava procese

Kako bi došli do ovih zaključaka, istraživači su osmislili precizan laboratorijski eksperiment. Koristili su poseban protočni spremnik, svojevrsni minijaturni simulator rijeke, čije je dno bilo obloženo finim pijeskom. U nekim su eksperimentima u pijesak postavljene i vertikalne plastične cijevi koje su simulirale prisutnost korijenja, primjerice u ekosustavima mangrova. Ključni dio istraživanja bio je usporedba dviju vrsta podloga: jedne koja se sastojala od čistog pijeska i druge gdje je pijesak bio pomiješan s biološkim materijalom koji vjerno oponaša prirodni biofilm i njegove ekstracelularne polimerne tvari.

Tijekom eksperimenta, kroz spremnik je tri sata pumpana voda pomiješana sa sićušnim plastičnim česticama. Nakon toga, površina riječnog korita fotografirana je pod ultraljubičastim (UV) svjetlom. Ova tehnika omogućila je da plastične čestice fluoresciraju, odnosno zasvijetle, što je znanstvenicima pružilo mogućnost preciznog kvantitativnog mjerenja njihove koncentracije na različitim površinama. Rezultati su bili nedvosmisleni i otkrili su dva ključna fenomena koji utječu na taloženje mikroplastike.

Neočekivani saveznici u borbi protiv zagađenja

Prvi opaženi fenomen bio je vezan uz turbulenciju. Neposredno oko simuliranog korijenja, pojačano vrtloženje vode sprječavalo je taloženje čestica, stvarajući svojevrsne "zaštićene zone". Međutim, drugi, još značajniji nalaz, odnosio se na utjecaj samog biofilma. Kako se udio simuliranog biofilma u sedimentu povećavao, tako se količina nakupljene plastike smanjivala.

Znanstveni tim je zaključio da ljepljivi polimeri iz biofilma ispunjavaju pore i neravnine između zrnaca pijeska, ostavljajući manje prostora za "hvatanje" mikročestica. Budući da su čestice bile izloženije na površini, a ne skrivene u sedimentu, sile koje stvara protok vode lakše su ih mogle ponovno podići i odnijeti. To znači da će rijeka s pješčanim ili šljunčanim dnom bez značajnije biološke aktivnosti vjerojatno zadržati puno veći udio mikroplastike od rijeke čije je dno muljevito i prekriveno bogatim slojem biofilma. Gola pješčana područja tako postaju potencijalna žarišta nakupljanja mikroplastike, dok biološki aktivna područja imaju veći kapacitet samočišćenja.

Praktične primjene: Gdje tražiti mikroplastiku?

Ovo istraživanje pruža neprocjenjiv "alat" za ekologe i agencije za zaštitu okoliša. Ono daje jasne smjernice o tome gdje bi napori praćenja i sanacije trebali biti usmjereni. Umjesto nasumičnog uzorkovanja, sada je moguće s većom sigurnošću identificirati staništa koja su podložnija akumulaciji ovih opasnih čestica. Na primjer, u složenim ekosustavima poput šuma mangrova, vanjski, pješčani rubovi koji su izloženi jačim strujama vjerojatno će biti mjesta s visokom koncentracijom mikroplastike. S druge strane, unutarnje zone, gdje je dno muljevito i bogato biofilmom, mogle bi sadržavati znatno manje plastičnog otpada.

Ovakav pristup omogućuje učinkovitije korištenje resursa i usmjeravanje zaštitnih mjera tamo gdje su najpotrebnije. Identifikacija pješčanih vanjskih regija kao potencijalnih žarišta čini ih prioritetnim zonama za monitoring i zaštitu. Štoviše, ovi nalazi otvaraju vrata novim strategijama ublažavanja zagađenja. Sugerira se da bi mjere obnove okoliša, poput ponovnog pošumljavanja obalnih područja biljkama koje potiču rast biofilma, mogle aktivno pomoći u smanjenju nakupljanja mikroplastike u vodenim sustavima. Ističe se moćna uloga koju biološki i fizički čimbenici imaju u oblikovanju procesa transporta čestica, nudeći rješenja temeljena na prirodi za problem koji je stvorio čovjek.

Izvor: Massachusetts Institute of Technology