Nanoplasty v pitnej vode posilňujú baktérie. Vodárenské spoločnosti majú zarobené na problém

O mikroplastoch sa dnes hovorí ako o jednom z najväčších environmentálnych problémov modernej doby. Drobné kúsky plastov sa našli v oceánoch, pôde, potravinách aj v ľudskom tele. Vedci však čoraz viac upozorňujú na ešte menší a potenciálne problematickejší typ znečistenia – nanoplasty.

Tieto častice sú také malé, že ich voľným okom nedokážeme vidieť. Ich rozmery sa pohybujú približne od 1 do 1 000 nanometrov, pričom najmenšie z nich sú porovnateľné s veľkosťou jednotlivých molekúl alebo vírusov. Práve ich miniatúrna veľkosť im umožňuje prenikať do prostredí, kam sa väčšie kúsky plastov nedostanú.

Najnovší výskum však ukazuje, že nanoplasty nemusia predstavovať problém iba preto, že sa hromadia v prírode alebo v organizmoch. Vedci zistili, že môžu meniť správanie baktérií vo vodných systémoch a dokonca im pomáhať vytvárať odolnejšie kolónie.

Plast ako neviditeľný štít pre baktérie

Výskumný tím z Virginia Tech pod vedením environmentálnej inžinierky Jingqiu Liao skúmal, čo sa deje, keď sa nanoplasty dostanú do kontaktu s baktériami žijúcimi v potrubiach a vodárenských systémoch. Výsledok vedcov prekvapil.

Ukázalo sa, že nanoplastové častice môžu podporovať vznik hustejších a pevnejších biofilmov. Ide o špeciálne štruktúry, ktoré baktérie vytvárajú ako ochranný povlak. V biofilme sa jednotlivé mikroorganizmy spájajú do spoločenstva, kde sa navzájom chránia pred nepriaznivými podmienkami. Jednoducho povedané, baktérie si vytvárajú vlastnú „pevnosť“.

Takéto kolónie sa prirodzene objavujú napríklad na stenách potrubí. Samotné biofilmy nie sú novým problémom, no prítomnosť nanoplastov môže situáciu výrazne zhoršiť.

„Tieto biofilmy sú kľúčovým problémom. Keď nanoplasty interagujú s baktériami, posilňujú ich obranyschopnosť. Výsledkom je, že štandardné dezinfekčné prostriedky používané v čistiarňach vôd strácajú svoju účinnosť,“ vysvetľuje Jingqiu Liao.

Pre vodárenské spoločnosti to znamená novú komplikáciu. Ak sa baktérie ukryjú v stabilnejšom biofilme, ich odstránenie môže byť výrazne náročnejšie.

Nanoplasty spúšťajú obrannú reakciu baktérií

Štúdia publikovaná v odbornom časopise Water Research odhalila aj ďalší zaujímavý mechanizmus. Keď baktérie zaznamenajú prítomnosť nanoplastov, vnímajú ich ako stresový faktor. Reagujú podobne ako pri iných nepriaznivých podmienkach – aktivujú obranné procesy a začnú medzi sebou intenzívnejšie komunikovať.

Vedci zistili, že počas tejto reakcie dochádza aj k aktivácii takzvaných profágov. Ide o vírusy, ktoré sú prirodzene uložené v genetickom materiáli niektorých baktérií. Za určitých okolností sa môžu aktivovať a ovplyvňovať správanie svojho hostiteľa. Tento proces môže paradoxne viesť k tomu, že celé bakteriálne spoločenstvo sa stane odolnejším.

Výsledkom nie je iba väčšia schopnosť prežiť v prostredí s nanoplastmi, ale aj vyššia odolnosť voči vonkajším zásahom vrátane dezinfekčných látok.

Problém, ktorý nevidíme

Jednou z najväčších výziev nanoplastov je, že ich prítomnosť je mimoriadne ťažké sledovať. Kým väčšie kúsky mikroplastov dokážu vedci zachytiť pomerne jednoducho, nanoplastové častice si vyžadujú oveľa pokročilejšie analytické metódy. Práve preto stále presne nevieme, aké množstvo týchto častíc sa nachádza v rôznych zdrojoch vody ani ako dlho v prostredí zostávajú. Ich výskyt pritom rastie.

Nanoplasty vznikajú rozpadom väčších plastových predmetov, ale môžu sa do prostredia dostať aj priamo z výrobkov, ako sú syntetické textílie, obaly alebo rôzne priemyselné materiály.

Problém teda nie je iba v tom, koľko plastov vyhodíme, ale aj v tom, že časť z nich sa postupne rozpadá na častice, ktoré už nedokážeme jednoducho odstrániť.

Čo to znamená pre pitnú vodu?

Výskum zatiaľ neznamená, že každá voda z vodovodu predstavuje okamžité zdravotné riziko. Vedci upozorňujú najmä na dlhodobý problém a potrebu lepšie pochopiť, ako sa nanoplasty správajú v reálnych vodárenských systémoch. Dôležitá otázka totiž nie je iba to, koľko plastových častíc vo vode máme, ale aj to, čo v nej robia.

Ak dokážu meniť správanie baktérií, môžu ovplyvniť kvalitu vody spôsobmi, ktoré sme doteraz nezohľadňovali. Vodárenské systémy pritom patria medzi kritickú infraštruktúru. Moderné technológie úpravy vody sú veľmi účinné, no čelia stále novým výzvam – od chemického znečistenia až po biologické riziká.

Plastový problém sa dostal na novú úroveň

Doteraz sa problém plastov spájal najmä s obrazmi znečistených oceánov alebo ohrozených živočíchov. Nanoplasty však ukazujú, že problém siaha oveľa ďalej.

Nejde iba o odpad, ktorý vidíme v prírode. Ide o mikroskopické častice, ktoré môžu meniť prostredie na úrovni jednotlivých buniek a mikroorganizmov.

Vedci preto chcú pokračovať vo výskume a zistiť, ako sa rôzne typy plastov správajú v kombinácii s rôznymi druhmi baktérií. Rozhodovať môže nielen množstvo nanoplastov, ale aj ich chemické zloženie, veľkosť či čas, ktorý strávia vo vode.

Jedno je však už teraz jasné. Plastové znečistenie už dávno nie je iba ekologický problém. Postupne sa ukazuje ako otázka bezpečnosti vody, technológií jej úpravy a možno aj verejného zdravia.

Čítajte viac z kategórie: Vesmír a veda