A Balatonban vizsgálták a mikroműanyagok jelenlétét és ökológiai hatásait a BLKI (Tihany), a MATE (Gödöllő) és az Eurofins Analytical Services Hungary Kft (Budapest) kutatói
Az ELKH Balatoni Limnológiai Kutatóintézet (BLKI) munkatársai folyamatosan vizsgálják a Balatonban és annak vízgyűjtőjén található antropogén eredetű szennyező anyagokat és azok vízi ökoszisztémára gyakorolt hatását. Legújabb, hiánypótló kutatásukban a Magyar Agrár- és Élettudományi Egyetem (MATE) és az Eurofins Analytical Services Hungary Kft. kollégáival közös projektben azt vizsgálták, hogy a Balatonban vajon kimutathatók-e mikroműanyagok (MP) és ha igen, akkor milyen ökológiai kockázatot jelenthetnek a vízi ökoszisztémára. A kutatás során elsőként igazolták, hogy a különböző típusú MP-ok 50-100 µm-es tartományban jelen vannak a tó különböző medencéiben. Továbbá, egy klasszikus ökotoxikológiai modellállat, a nagy vízibolha (Daphnia magna) vizsgálatával megerősítették, hogy a MP-ok önmagukban és egyéb, a környezetben ugyancsak mérhető antropogén eredetű kémiai szennyezőkkel (pl. gyógyszermaradványok) közösen is élettani hatásokkal bírnak a gerinctelen élőlényekben. A vizsgálat eredményeiről szóló tanulmányt a Science of the Total Environment (D1, IF=10.753) rangos nemzetközi szaklapban publikálták a kutatók.
Az utóbbi években egyre nagyobb aggodalomra adnak okot a globális ökoszisztémában megjelenő MP szennyezések. A nemzetközi kutatások elsősorban a tengeri ökoszisztémákra fókuszálnak, így a MP-ok édesvizekben való előfordulásáról kevesebb tudományos publikáció született ez idáig. Ismeretes, hogy a MP-ok akut és krónikus hatásokat okozhatnak az algákban, illetve a különböző gerinctelen és gerinces szervezetekben egyaránt. Továbbá ismert, hogy felületükön nagy kötő kapacitásuk van a hidrofób szennyezők (pl. különböző gyógyszermaradványok, vagy policiklusos aromás szénhidrogének) tekintetében, így erősíthetik az antropogén eredetű kémiai anyagok toxikus hatását, valamint elősegíthetik azok bioakkumulációját és biomagnifikációját is az élő szervezetekben.
Az elmúlt években az ELKH BLKI Ökofiziológiai és Környezettoxikológiai Kutatócsoportja leírta a Balatonban és vízgyűjtőjén az emberi eredetű gyógyszermaradványok jelenlétét, valamint azok tér- és időbeli eloszlását (Avar és mtsai., 2016a, 2016b; Maasz és mtsai., 2019; Molnar és mtsai., 2021) Dr. Pirger Zsolt tudományos főmunkatárs vezetésével. A kutatócsoport leírta továbbá, hogy a szennyezések koncentrációja (néhány tíz ng/L és egy-két µg/L között mérhető általában) világviszonylatban átlagosnak tekinthető irodalmi adatok alapján. A balatoni koncentrációk ismeretében elvégzett környezeti kockázatbecslések alapján (Molnár és mtsai., 2021b), a BLKI kutatói indokoltnak tartották egyed, sejt és molekuláris szintű krónikus hatásvizsgálatok elvégzését több hatóanyagcsoport esetében is, a balatoni ökoszisztémát jellemző gerinctelen és gerinces modelleken (Maasz és mtsai., 2017; Zrinyi és mtsai., 2017; Svigruha és mtsai., 2021a, 2021b;). Ugyanakkor a Balatonból is kimutatott MP-ok esetében ilyen típusú környezeti felmérések és kontrollált laboratóriumi körülmények között elvégzett ökotoxikológiai (hatás) vizsgálatok ez idáig nem készültek.
A MATE Akvakultúra és Környezetbiztonsági Intézetének kutatói, valamint az Eurofins Analytical Services Hungary Kft. kollégái 8 mintavételi pontban végeztek méréseket a korábban publikált saját fejlesztésű szűrőrendszerük segítségével (Bordos és mtsai., 2021; Mari és mtsai., 2021), ahol 1000 liter (1 m3) vízben határozták meg a különböző típusú és méretű MP szemcsék számát. A kutatók 7 fajta polimer típust azonosítottak az 50-100 µm mérettartományban, amiben a globális trendekhez hasonlóan a polipropilén és a polietilén szemcsék voltak a leggyakoribbak. Ebben a mérettartományban, az átlagos, polimer típustól független darabszámuk 5.5 db / 1000 liter volt, amely hasonló a különböző európai tavakban mért értékekhez (0-7.3 db / 1000 liter; 45 μm-780 μm; 67 tó elemzése alapján; Tanentzap és mtsai., 2021).
A MP szemcsék azonosításának menete (mintavétel, szűrés, több típusú detektálás, pl. lézer konfokális mikroszkóp); A- a MP szemcsék típus szerinti eloszlása az egyes mintavételi pontokon és B- a különböző típusú MP-ok mikroszkópos képe áteső fényű detektorban (B1) és fluoreszcens szűrők mellett (B2)
A balatoni felmérést követő laborkísérletekben a BLKI kutatói arra keresték a választ, hogy a nemzetközi viszonylatban is a két leggyakrabban kimutatott MP, a polisztirol és a polietilén önmagában, illetve pl. progesztogén típusú fogamzásgátló gyógyszermaradványokkal (progeszteron, drospirenon, levonorgesztrel) együtt, milyen élettani hatásokat vált ki a nagy vízibolha (D. magna) egyedeiben. A 21 napos krónikus kezeléseik során két különböző típusú (polisztirol, polietilén) és mérettartományú (3-5 µm és ≤ 100 µm) polimerrel kezelték az állatokat önmagukban, valamint kombinálva azokat a progesztogén vegyületekkel, környezetileg releváns koncentrációban (10 ng/L). A kezelések során a megfigyeléseiket különböző biológiai végpontokon végezték, úgymint egyedfejlődés, növekedés, viselkedési mintázatok változásai, illetve a detoxifikációban résztvevő biomarker enzimek aktivitásának vizsgálata.
MP szemcsék a szűrő táplálkozást folytató D. magna tápcsatornájában. A – Lézer konfokális mikroszkóppal megjelenített alga sejtek (zöld szín) a D. magna tápcsatornájában. B1 – 3-5 µm átmérőjű mesterségesen megszínezett (piros) polietilén szemcsék natív mikroszkópos képe. B2 – A 3-5 µm átmérőjű, mesterségesen színezett (piros) polietilén szemcsék a D. magna tápcsatornájában a sarló alakú, zöld színű algasejtekkel (nyílhegy) együtt. C1 – 100 µm-nél kisebb átmérőjű, különböző méretű polisztirén szemcsék natív mikroszkópos képe. C2 – 20-30 µm átmérőjű (csillagok) polisztirén szemcsék a D. magna tápcsatornájában a sarló alakú, zöld színű algasejtekkel (nyílhegy) együtt.
A kísérleteik során számos változást figyeltek meg a vízibolhák növekedésében, szaporodásában, valamint a biomarkerek aktivitásában a kutatók és igazolták, hogy a MP-ok és a progesztogének külön-külön és együtt, viselkedési és biokémiai változásokat okoztak a D. magna egyedeiben, ugyanakkor a kutatók kihangsúlyozták, hogy a vártakkal ellentétben, az együttes hatások elhanyagolhatóak voltak. Az elvégzett vizsgálatok után kapott eredményeik prognosztizálják az ember által megzavart környezet lehetséges ökológiai hatását. A téma aktualitását és óriási nemzetközi érdeklődését az is mutatja, hogy a publikáció előzetes online formáját, már több, mint 180-an tekintették meg egy hét alatt annak végleges megjelenése előtt.