Nanomuovit voivat liikkua ravintoketjussa kasveista hyönteisiin ja hyönteisistä kaloihin

Itä-Suomen yliopistossa tehty uusi kokeellinen tutkimus osoittaa, että maaperässä olevat nanomuovihiukkaset voivat päätyä lehtisalaattiin ja siirtyä ravintoketjussa eteenpäin.

Muovisaasteesta on tullut suuri huolenaihe, kun havaittiin, että ympäristöön päätynyt muovi hajoaa pienemmiksi hiukkasiksi, jotka tunnetaan mikro- ja nanomuovina. Nanomuovihiukkasten pienen koon takia pidetään todennäköisenä, että ne pystyvät läpäisemään fysiologisia esteitä ja päätymään eliöihin.

Muovien liikkumisesta ravintoverkoissa tiedetään hyvin vähän, vaikka nanomuovien haitallisuudesta kasveille sekä selkärangattomille ja selkärankaisille eliöille kertyy koko ajan lisää tietoa. Erityisesti nanomuovien liikkumisesta maaperän ekosysteemeissä ja niiden päätymisestä maaperän eliöihin tiedetään vähän, vaikka maatalouskäytössä oleva maaperä voi altistua nanomuoveille useista eri lähteistä, kuten ilmakehästä, jäteveden käytöstä kasteluvetenä sekä jätevesilietteen ja muovisten istutuskatteiden käytöstä. Erityisesti kasviksiin ja hedelmiin maaperästä päätyvän nanomuovin mittaaminen on tärkeää, jotta nähdään, päätyykö syötäviin kasveihin nanomuoveja ja missä määrin, sekä päätyykö nanomuoveja lopulta myös muualle ravintoverkkoihin. 

Itä-Suomen yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden metallileimaan perustuvan menetelmän kokeellisten nanomuovien havaitsemiseen ja mittaamiseen eliöistä. Nyt julkaistussa tutkimuksessa menetelmää sovellettiin kokeelliseen ravintoketjuun sen kolmella eri tasolla. Ravintoketjun tuottajana käytettiin lehtisalaattia, jonka ensisijaisena kuluttajana oli mustakärpässotilaan toukka ja toissijaisena kuluttajana hyönteisiä syövä makeanveden kala särki. Tutkimuksessa käytettiin nanokokoisia polystyreeni- (PS) ja polyvinyylikloridihiukkasia (PVC).

Tutkijat altistivat lehtisalaattia nanomuoville kasvattamalla sitä nanomuovista saastuneessa maaperässä 14 päivän ajan, jonka jälkeen sato korjattiin, pestiin, ja syötettiin mustakärpässotilaan toukille, joita käytetään proteiinin lähteenä monissa maissa. Lopuksi lehtisalaattia ravinnoksi käyttäneitä hyönteisiä syötettiin kaloille viiden päivän ajan.

Tutkijat analysoivat salaateista, hyönteisistä ja kaloista otetut näytteet pyyhkäisyelektronimikroskoopilla ja havaitsivat, että nanomuoveja päätyi salaattiin juuriston kautta, josta ne kulkeutuivat ja kertyivät myös lehtiin. Myös hyönteisten osalta havaittiin, että niiden ruoansulatusjärjestelmässä oli sekä PS- että PVC-hiukkasia siitä huolimatta, että toukilla oli ollut 24 tuntia aikaa tyhjentää suolensa. Myös toukissa PVC-hiukkasten määrä oli PS-hiukkasia suurempi. Kontaminoituja toukkia syöneissä kaloissa nanomuovihiukkasia havaittiin kiduksissa, maksassa ja suoliston kudoksissa, mutta ei aivokudoksessa.

– Tutkimuksemme osoittaa, että lehtisalaattiin voi päätyä nanomuovihiukkasia maaperästä ja että nämä hiukkaset voivat siirtyä ravintoketjussa eteenpäin. Maaperässä olevat nanomuovihiukkaset ovat mahdollinen terveysriski kasveja syöville eliöille ja ihmisille, mikäli tuloksemme osoittautuvat yleistettäviksi myös muihin kasveihin, viljoihin ja peltomaahan. Lisää tutkimusta aiheesta kuitenkin tarvitaan vielä, toteaa tutkimuksen pääkirjoittaja, tohtori Fazel Monikh Itä-Suomen yliopistosta.

Lisätietoja:

Fazel Monikh, Itä-Suomen yliopisto, fazel.monikh@uef.fi, p. 050 528 1646

Jussi Kukkonen, Itä-Suomen yliopisto, jussi.kukkonen@uef.fi, p.  040 148 5410

Tutkimusartikkeli:

Fazel Abdolahpur Monikh, Sille Holm, Raine Kortet, Mandar Bandekar, Jukka Kekäläinen, Arto Koistinen, Jari T.T. Leskinen, Jarkko Akkanen, Hannu Huuskonen, Anu Valtonen, Lan Dupuis, Willie Peijnenburg, Iseult Lynch, Eugenia Valsami-Jones, Jussi V.K. Kukkonen. Quantifying the trophic transfer of sub-micron plastics in an assembled food chain. Nano Today, Volume 46, 2022. https://doi.org/10.1016/j.nantod.2022.101611