پیامدهای انتشار میکروپلاستیک‌ها و نانوپلاستیک‌ها

ارزیابی پیامدهای انتشار میکروپلاستیک‌ها و نانوپلاستیک‌ها از ظروف پلاستیکی و کیسه‌های غذای قابل استفاده مجدد برای سلامت انسان

این مطالعه به بررسی آزادسازی میکروپلاستیک‌ها و نانوپلاستیک‌ها از ظروف پلاستیکی و کیسه‌های مواد غذایی قابل استفاده مجدد در کاربردهای مختلف با استفاده از آب DI و 3 درصد اسید استیک به عنوان شبیه ‌ساز غذا برای غذاهای آبی و اسیدی پرداخته است. نتایج به دست آمده نشان داد که گرمایش با مایکروویو درمقایسه با دیگر مراحل استفاده مانند یخچال یا نگهداری در دمای اتاق، بیشترین انتشار میکروپلاستیک‌ها و نانوپلاستیک‌ها را در مواد غذایی ایجاد می‌کند. همچنین مشخص شد برخی از ظروف می‌توانند در هر یک سانتی‌متر مربع 4.22 میلیون ذره میکروپلاستیک و 2.11 میلیارد ذره نانوپلاستیک را تنها در عرض 3 دقیقه پس از گرم شدن با مایکروویو از سطح پلاستیک آزاد کنند. نگهداری بیش از شش ماه در یخچال و دمای اتاق می‌تواند میلیون‌ها تا میلیاردها میکروپلاستیک و نانوپلاستیک را آزاد کند. علاوه براین، کیسه مواد غذایی پلی اتیلن ذرات بیشتری را نسبت به ظروف پلاستیکی پلی پروپیلن منتشر می‌کنند. نتایج مدل‌سازی مواجهه نشان می‌دهد که بیشترین میزان مصرف روزانه برای نوزادانی که آب گرم شده در مایکروویو می‌نوشند، 20.3 نانوگرم در کیلوگرم و برای کودکان نوپا که شیر گرم شده در ظروف پلی پروپیلن با مایکروویو مصرف می‌کنند، 22.1 نانوگرم بر کیلوگرم در روز است. یک مطالعه آزمایشگاهی دیگر که برای ارزیابی زنده‌مانی سلول انجام شد، نشان داد که میکروپلاستیک‌ها و نانوپلاستیک‌های انتشار یافته از ظروف پلاستیکی می‌توانند باعث مرگ 76.70 و 77.18 درصد از سلول‌های کلیه جنینی انسان (HEK293T) به ترتیب 48 و 72 ساعت در غلظت 1000 میکروگرم در میلی‌لیتر شوند.

استفاده گسترده از محصولات پلاستیکی در تهیه، نگهداری و حمل مواد غذایی خطر انتشار مستقیم میکروپلاستیک‌ها و نانوپلاستیک‌ها در مواد غذایی را افزایش می‌دهد. قطر این ذرات پلاستیکی در مقیاس چند میکرومتر و نانومتر هستند. وجود میکروپلاستیک‌ها در نمک خوراکی، آب بسته بندی، آب آشامیدنی، ماهی و صدف‌ها شناسایی شده است. علاوه براین، در یکی از مطالعات نشان داده شد که تی بگ های پلاستیکی میلیاردها میکرو و نانوپلاستیک را درطول فرایند خیساندن در دمای 95 درجه سانتیگراد آزاد می‌کنند که به نگرانی‌ها از مواجهه انسان با میکرو و نانوپلاستیک‌ها ازطریق غذا دامن می‌زند. پیش بینی شده است که استفاده چندباره از غذا درطول هفته می‌تواند منجر به بلع 12 تا 203 قطعه میکروپلاستیک شود. علاوه براین، گزارش شده است هر فردی که از رژیم غذایی امریکایی استفاده کند سالانه بین 39000 تا 52000 قطعه میکروپلاستیک از غذا و نوشیدنی می‌خورد. نوزادان و کودکان نوپا بیشتر از بزرگسالان درمعرض اثرات بالقوه میکرو و نانوپلاستیک‌ها بر سلامت هستند و مواجهه با این ذرات و خطرات سلامت مرتبط با آن را به یک نگرانی جدی تبدیل می‌کند. اخیرا در یکی از مطالعات به بررسی آزادسازی میکروپلاستیک‌ها از بطری‌های شیر کودک ساخته شده از پلی پروپیلن در حین آماده‌سازی شیر خشک پرداخته‌اند. این یافته‌ها نشان داد که نوزادان تا یک سالگی از 14600 تا 4550000 ذرات میکروپلاستیک از بطری‌های شیر ساخته شده از پلی پروپیلن، صرف نظر از پستانک‌های لاستیکی سیلیکونی، مصرف می‌کنند. مطالعه دیگری نشان داد که پستانک‌های لاستیکی سیلیکونی می‌توانند منجر به بلع بیش از 0.66 میلیون میکروپلاستیک توسط نوزاد یک ساله شوند. علیرغم گسترش تولید محصولات کودک پلاستیکی مانند شیشه شیر و ظروف پلاستیکی غذا، درحال حاضر هیچ تحقیقی انجام نشده است درمورد اینکه آیا آنها می‌توانند از نوزادان و کودکان نوپا در برابر میکرو و نانوپلاستیک‌ها محافظت کنند یا خیر.

اگرچه میکروپلاستیک‌ها در قسمت‌های مختلف بدن انسان ازجمله جفت انسان و مکونیوم یافت شده‌اند، اما اثرات آن‌ها بر سلامت انسان به‌طور کامل ناشناخته مانده است. در مطالعات حیوانی، قرار گرفتن در معرض میکروپلاستیک‌ها با اختلالاتی همچون دیس‌بیوز میکروبیوتای روده و اختلال متابولیسم لیپید، و همچنین آسیب مغزی و اختلال خونی در ماهی‌ها همراه بود. همچنین شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد میکروپلاستیک‌ها می‌توانند باعث سمیت سلولی در رده‌های سلولی مختلف انسان مانند سلول‌های گوارشی، ریه، ایمنی، عصبی و کلیوی شوند. در مطالعات متاآنالیز مشاهده شد که سلول‌های Caco-2 یعنی سلول‌های آدنوکارسینوم انسانی به سمیت سلولی در میکروپلاستیک‌ها بسیار حساس هستند. با این حال، اکثر داده‌های سمیت سلولی موجود در مطالعات از مطالعاتی که با استفاده از میکروپلاستیک‌های مهندسی شده انجام می‌شوند، به دست آمده و مشخص نیست که آیا اثرات مشابهی از مواجهه با میکرو و نانوپلاستیک‌هایی که مستقیماً از ظروف پلاستیکی مواد غذایی و کیسه‌های غذا آزاد می‌شوند، مشاهده خواهد شد یا خیر. عواملی مانند مورفولوژی ذرات، اندازه، غلظت و زمان مواجهه می‌توانند بر میزان سمیت سلولی مشاهده شده تاثیر بگذارند. هدف از این مطالعه ارزیابی خطرات بالقوه استفاده از ظروف غذای پلاستیکی کودک و کیسه‌های غذای قابل استفاده مجدد با بررسی انتشار میکرو و نانوپلاستیک‌ها، ارزیابی اثرات احتمالی مواجهه با آنها در نوزادان و کودکان نوپا و همچنین بررسی سمیت سلولی آنها در سلول‌های کلیوی جنین انسان است. تا جایی که ما می‌دانیم، این اولین مطالعه در نوع خود است که به بررسی این جنبه‌های مختلف ظروف غذای کودک و کیسه‌های غذای ساخته شده از پلاستیک می‌پردازد. یافته‌های این مطالعه پیامدهای مهمی از درک خطرات بالقوه سلامتیِ استفاده از چنین محصولاتی ارائه می‌دهد.

در اشکال زیر نشان داده شده است که در هر یک سانتی‌متر مربع از مساحت ظروف و کیسه‌های پلاستیکی غذا تحت شرایط مختلف نگهداری و استفاده ازجمله دمای یخچال، دمای اتاق، دمای بالا و حرارت مایکروویو مقدار قابل توجهی از میکرو و نانوپلاستیک‌ها آزاد می‌شود.

شکل 1:

شکل 2:

در تمام شرایط، تعداد نانوپلاستیک‌های آزاد شده 3 برابر بیشتر از میکروپلاستیک‌ها بود. مقدار میکروپلاستیک‌های آزاد شده از 23.2 هزار در سانتی‌متر مربع تا 4.71 میلیون بر سانتی‌متر مربع و نانوپلاستیک‌ها بود که باتوجه به نوع ظرف و شرایط استفاده از 11.5 میلیون در سانتی‌متر مربع تا 2.11 میلیارد در سانتی‌متر مربع متغیر بود. شکل زیر (1S) اطلاعات تکمیلی از مقدار ذراتی را نشان می‌دهد که پس از تصفیه 300 میلی‌لیتر پساب تولید شده از حرارت دادن ظرف در مایکروویو به مدت 3-2 دقیقه، توسط یک غشای پوشش‌داده شده با طلا با اندازه منافذ 0.8 میکرومتر رهگیری می‌شود.

شکل 1S:

آنالیز طیف سنجی رامان که بر روی سطوح غشایی انجام شد، ذرات آزاد شده از ظروف 1 و 2 را به عنوان پلی پروپیلن تایید کرد. در شکل زیر پیک‌های طیفی رامان از 2830 تا 3030 سانتی‌متر ارائه شده است که نشان دهنده حضور گروه‌های CH/CH₂/CH₃ به عنوان طیف رامان پلی پروپیلن است.

شکل 4:

مطالعات قبلی با استفاده از طیف‌سنجی رامان نتایج مشابهی از میکروپلاستیک‌های پلی پروپیلن مرجع، ذره میکروپلاستیک منتشر شده از بطری‌های تغذیه پلی‌پروپیلن، نمونه میکروپلاستیک دریایی و میکروپلاستیک‌ها از آب فاضلاب را نشان داده‌اند. پراکندگی اندازه ذرات میکرو و نانوپلاستیک‌های آزاد شده از هر سه محصول تحت شرایط آزمایشی در اطلاعات تکمیلی (شکل 2S و 3S) ارائه شده است.

شکل 2S:

شکل 3S:

در تمام ظروف، اندازه میکروپلاستیک‌ها معمولا بین 1-14 میکرومتر است. گروهی که بیشترین فراوانی را دارند، میکروپلاستیک‌های 1 تا 2 میکرومتر و به دنبال آن ذرات 2 تا 3 میکرومتر هستند. ازسوی دیگر، نانوذرات 100-10 نانومتر و پس از آن، ذرات 200-100 نانومتر فراوان ترین گروه هستند. برای نشان داده پراکندگی ذرات میکرو و نانوپلاستیک‌های آزاد شده، در بخش‌های d از اشکال 1 و 2 توانسته‌ایم پراکندگی ذرات آزاد شده از گرمایش مایکروویو در ظرف دوم را در تماس با DI نشان دهیم.