Nanoplastiki są już powodem do niepokoju, ponieważ ludzie mogą je bezpośrednio spożywać, ale nowe badania wskazują na kolejne możliwe zagrożenie. Te maleńkie cząsteczki plastiku mogą również utrudniać kontrolę nad szkodliwymi bakteriami.

W badaniu opublikowanym w „Water Research” badaczka z Virginia Tech, Jingqiu Liao, wraz z międzynarodowym zespołem odkryli, że nanoplastiki mogą wchodzić w interakcje z drobnoustrojami środowiskowymi w sposób, który stwarza pośrednie zagrożenia dla zdrowia ludzkiego, szczególnie w systemach wodociągowych.

„Bardzo ważne jest lepsze zrozumienie niekorzystnego wpływu nanoplastików na zdrowie człowieka, nie tylko bezpośrednio, ale także poprzez środowisko, które pośrednio wpływa na zdrowie ludzi” – powiedziała Liao, adiunkt inżynierii lądowej i środowiskowej. „Nanoplastiki mogą sprawić, że patogeny oporne na antybiotyki będą lepiej przeżywać, co może być szkodliwe dla środowiska i mieć konsekwencje dla zdrowia publicznego”.

Naukowcy donieśli, że bakterie wystawione na działanie nanoplastików mogą stać się bardziej odporne na środki dezynfekujące. Może to stworzyć poważne problemy dla zakładów uzdatniania wody i sieci dystrybucyjnych, których zadaniem jest utrzymanie wody pitnej w czystości.

„Kiedy nanoplastiki wchodzą w interakcję z biofilmem i znajdującymi się w nim bakteriami, mogą wzmocnić biofilm i uczynić go bardziej odpornym na wszelkie środki mające na celu utrzymanie czystości wody” – powiedziała Liao, która jest również współpracownikiem Centrum Zmian Globalnych w Instytucie Nauk Przyrodniczych Fralin.

Nanoplastiki to mniejsza kategoria mikroplastików. Mają rozmiar od około 1 do 1000 nanometrów i nie są widoczne gołym okiem. W tym badaniu naukowcy zbadali, jak te cząsteczki wpływają na tworzenie się biofilmów w systemach wodociągowych.

Biofilmy to grupy bakterii, które przyczepiają się do powierzchni, w tym do wewnętrznych ścian rur wodociągowych. Mikroby wytwarzają wokół siebie ochronną substancję, która pomaga chronić społeczność przed zagrożeniami środowiskowymi.

Biofilmy nie zawsze są szkodliwe. W niektórych warunkach mogą pomagać w usuwaniu niepożądanych substancji. Jednak wewnątrz systemów dystrybucji wody pitnej mogą stanowić zagrożenie, ponieważ niektóre zawarte w nich bakterie mogą wywoływać choroby.

Sprawę dodatkowo komplikują bakteriofagi, czyli wirusy infekujące bakterie. Przed tymi badaniami naukowcy wiedzieli stosunkowo niewiele o tym, jak nanoplastiki mogą wpływać na relacje między biofilmami, bakteriami i tymi wirusami.

„Głównym procesem, który nas szczególnie interesował, jest to, jak bakterie i bakteriofagi oddziałują na siebie podczas procesu, w którym nanoplastiki wpływają na biofilm jako całość” – powiedziała Liao, która jest również współpracownikiem Centrum ds. Nowych, Zoonotycznych i Przenoszonych przez Stawonogi Patogenów w Instytucie Nauk Przyrodniczych Fralin.

Naukowcy badali biofilm złożony z E. coli i Pseudomonas aeruginosa. Kiedy biofilm został wystawiony na działanie nanoplastików, bakterie zareagowały na kilka sposobów: różne bakterie „rozmawiają” ze sobą i uwalniają substancje, które sprawiają, że biofilm staje się grubszy, cięższy i bardziej ochronny; profagi stają się aktywne, niszcząc komórki bakteryjne i wytwarzając nowe cząsteczki wirusa; a bakterie bronią się za pomocą CRISPR jako systemu obrony przeciwwirusowej.

Badanie wykazało, że ekspozycja na nanoplastiki zwiększyła fizyczną wytrzymałość biofilmu i uczyniła go bardziej odpornym na środki dezynfekujące. Autorzy konkludują, że „zwiększona wytrzymałość mechaniczna biofilmu i jego odporność na środki dezynfekujące podkreślają potencjalne wyzwanie dla systemów uzdatniania i dystrybucji wody, ponieważ nanoplastiki mogą zwiększać tworzenie się trudnych do wyeliminowania biofilmów na powierzchni niektórych systemów uzdatniania i dystrybucji wody”.

Liao powiedziała, że potrzebne są dodatkowe badania, aby zidentyfikować procesy molekularne odpowiedzialne za reakcje złożonych biofilmów zawierających wiele gatunków drobnoustrojów. Zauważyła również, że wielkość cząsteczek może odgrywać ważną rolę – mikroplastiki są większe niż nanoplastiki i mogą