W sercu Alp znaleźli odpady. Pochodzą z europejskich samochodów

Naukowcy-alpiniści wspięli się na najbardziej niedostępne lodowce Alp w ramach pierwszego globalnego badania zanieczyszczeń nanoplastikiem. W pobranych z lodowców próbkach odkryli cząsteczki plastiku, niesione w najwyższe partie gór przez wiatr i śnieg. Analizy wykazały, że najpowszechniejszym źródłem plastikowych drobin znajdowanych w lodowcach są samochodowe opony.

Każda opona w trakcie swojego “życia” może stracić nawet 4 kilogramy materiału. Drobiny zawartych w oponach tworzyw sztucznych są uwalniane podczas ścierania opony podczas jazdy czy hamowania. Przy 1,6 miliarda pojazdów na całym świecie daje to ogromną skalę emisji.

Najmniejsze plastikowe drobiny, o średnicy tak małej, że są w stanie przenikać nawet przez błony komórkowe, nazywane są “nanoplastikiem”. Są jeszcze niebezpieczniejsze od lepiej poznanego mikroplastiku i jednocześnie łatwiej niż on są przenoszone przez wiatr. Działający od 2024 roku projekt GAPS (Global Atmospheric Plastics Survey) planuje pobierać próbki śniegu i lodu z ekstremalnych lokalizacji: od Svalbardu i Islandii, przez najwyższe szczyty Azji, Ameryki Południowej i Północnej, aż po Antarktydę. Celem jest ustalenie tła stężenia nanoplastiku w atmosferze w skali całego globu. – „Potrzebujemy stworzyć bazową mapę, żeby za kilkadziesiąt lat móc porównać, czy sytuacja się pogorszyła, czy polepszyła” – wyjaśnia “Guardianowi” dr Dušan Materić z Helmholtz Centre for Environmental Research w Lipsku.

Zespół GAPS skupia alpinistów, naukowców specjalizujących się w modelowaniu atmosfery oraz ekspertów analizujących próbki w laboratoriach. Zbieranie śniegu na wysoko położonych lodowcach jest o tyle istotne, że takie miejsca są relatywnie wolne od lokalnych źródeł plastiku. Dzięki temu można ustalić, w jakiej mierze nanoplastiki docierają tam z wiatrem, przenosząc się często z setek czy tysięcy kilometrów.

Jeden z najważniejszych etapów projektu GAPS odbył się w Alpach. Artykuł w czasopiśmie „Scientific Reports” opisuje, jak alpiniści pobrali próbki śniegu z 14 lokalizacji w rejonie masywu Mont Blanc. Próbki zostały następnie przeanalizowane w laboratorium. Aby zapobiec zanieczyszczeniu próbek podczas wypraw, naukowcy musieli opracować szereg rozwiązań. Na przykład pojemniki i korki szklane były wstępnie ogrzewane, a terenowi kolekcjonerzy musieli używać bawełnianych worków na sprzęt.

Analiza wykazała, że w 5 z 14 punktów stwierdzono obecność nanoplastików w stężeniach od 2 do 80 ng/ml. Największą część stanowiły drobiny opon (41%), zaraz potem polistyren (28%) oraz polietylen (12%). To różni się nieco od wcześniejszych badań w Alpach, w których dominowały nanocząstki poliestru (PET) i polipropylenu (PP). Możliwe, że źródła emisji zmieniają się sezonowo, a skład opadów nanoplastiku zależy od kierunków wiatru oraz intensywności ruchu drogowego w zachodniej Europie.

Co ciekawe, w próbkach kontrolnych pojawiły się ślady polistyrenu. „Źródłem mogło być powietrze w miejscu poboru próbek albo laboratorium, jednakże wykorzystanie większej liczby prób kontrolnych pozwoliłoby dokładniej wytypować źródło” – czytamy w publikacji.

Według symulacji rozprzestrzeniania cząsteczek, najprawdopodobniejsze drogi nanoplastiku w Alpach prowadzą z państw leżących na zachód od masywu, głównie z Francji i Hiszpanii. Modelowanie wykazało, że cząsteczki wiatru oraz opady (zarówno w postaci deszczu, jak i śniegu) przetransportowały je przez setki kilometrów. Pewien udział w zanieczyszczeniu mają też Włochy, Szwajcaria i Niemcy.

Sercem badań jest metoda TD-PTR-MS (thermal desorption-proton transfer reaction-mass spectrometry), umożliwiająca wykrycie niezwykle małych dawek plastiku – na poziomie pojedynczych nanogramów. – „Analiza nanoplastików jest trudna. Dotychczas potrzeba było czasochłonnych etapów koncentracji, a i tak ryzyko zanieczyszczeń było duże. TD-PTR-MS to przełom” – tłumaczy zespół badawczy w „Scientific Reports”.

Zanim jednak można włożyć próbkę śniegu do aparatury, trzeba ją pobrać w warunkach odizolowanych od wszechobecnego kurzu, syntetycznych tkanin i innych źródeł plastiku. Właśnie tu do akcji wkraczają wspinacze górscy, często określani mianem „obywatelskich naukowców”. Wyposażeni w rygorystyczne instrukcje poboru próbek, pokonują lodowce i niebezpieczne granie, by sięgnąć po nieskażone próbki z odległych zakątków.

„Takie podejście może zaoszczędzić naukowcom czas i środki, a ponadto rozszerza skalę badań o obszary, do których dotarcie wymaga wysokich kompetencji wspinaczkowych i logistycznych” – piszą autorzy publikacji w „Scientific Reports”. Jednocześnie zaznaczają, że bez opracowanych protokołów i kontroli jakości istniałoby duże ryzyko wtórnego zanieczyszczenia plastikiem z samego ekwipunku.

Inicjatywa GAPS (Global Atmospheric Plastics Survey) na lata 2024–25 chce pójść jeszcze dalej. Jak wynika z materiałów organizatorów, mikro- i nanoplastiki zdążyły dotrzeć w zasadzie w każde znane nam środowisko: od dna Rowu Mariańskiego (prawie 11 tys. metrów pod poziomem morza) aż po zbocza Mount Everest (niemal 9 tys. metrów n.p.m.). Cel GAPS to jednak wyjść poza ogólnikowe stwierdzenie „plastik jest wszędzie” i zdobyć usystematyzowane, szczegółowe dane dotyczące rodzaju i rozmiaru nanoplastików.

Autorzy programu zwracają uwagę, że kluczem do rzetelnej oceny jest pobór śniegu z lodowców i pokryw lodowych, gdzie osadzają się nano- i mikrodrobiny niesione przez powietrze. – „Te śniegi działają jak naturalne archiwum, zachowując zapis o tym, co dzieje się w atmosferze, aż do momentu, kiedy nasi ekspedycyjni wspinacze mogą to pobrać” – wyjaśniają naukowcy GAPS.

Na liście planowanych ekspedycji znajdują się między innymi lodowce Ugandy, Boliwii, Nepalu, Islandii czy Antarktydy. Ważną rolę odgrywa tu też ściśle opracowany protokół: jak i gdzie nawiercać zlodowaciały śnieg, w jakich warunkach przechowywać i przewozić próbki, a wreszcie jak uniknąć wprowadzania do próbek zanieczyszczeń, chociażby włókien z ubrań alpinistów.

Dzięki temu możliwe będzie stworzenie globalnej mapy różnego rodzaju plastiku, od dużych fragmentów aż po niewidoczne gołym okiem nanocząstki. Z kolei modele transportu atmosferycznego pozwolą wskazać, które regiony świata emitują najwięcej plastiku, a także śledzić mechanizmy jego redystrybucji.

Wiele wskazuje na to, że najmniejsze cząsteczki plastiku (poniżej 1 mikrometra) mogą być znacznie groźniejsze dla zdrowia od większych fragmentów mikrodrobin (o rozmiarze 1–5 mm). Nanoplastiki mogą przenikać przez błony komórkowe, docierać do krwioobiegu i potencjalnie gromadzić się w narządach. Niepokój naukowców wzbudzają wyniki badań potwierdzających ślady mikroplastiku w ludzkiej krwi, łożysku, mózgu czy w wątrobie.

„Nanoplastiki są szczególnie niebezpieczne, bo – w przeciwieństwie do większości mikroplastików – mogą wnikać do płuc i docierać do układu krwionośnego” – ostrzega prof. Andreas Stohl z Uniwersytetu Wiedeńskiego, cytowany w „The Guardian”. Wpływ na długoterminowe zdrowie pozostaje na razie nie w pełni zbadany, jednak w laboratoriach potwierdzono, że mikro- i nanoplastiki mogą wywoływać uszkodzenia komórek i stan zapalny.

Jednocześnie eksperci zaznaczają, że dopiero globalny monitoring oraz porównywanie danych z różnych lat pozwoli odpowiedzieć, czy problemy zdrowotne populacji rosną wraz ze wzrostem zawartości plastiku w środowisku. Tutaj ogromne znaczenie ma właśnie ujednolicenie metodologii pomiarów – aby za 10 czy 20 lat można było zestawić wyniki i sprawdzić trendy.

Poza tym pojawia się kwestia interpretacji stężeń w śniegu, który w trakcie topnienia i ponownego zamarzania może koncentrować bądź wypłukiwać nanoplastiki. – „Sezonowe procesy i starzenie atmosferyczne cząsteczek mogą zmieniać ich właściwości” – zauważa prof. Stohl, sugerując, że konieczne są dalsze badania nad dynamiką zachodzącą w pokrywach śnieżnych.