Beszélgetünk Maria Shilovával — a Tiszta Technológiák és a Biomassza Hatékony Felhasználásának Központja (CCBRE) munkatársával és doktorandusz hallgatóval, aki korunk egyik legnagyobb környezeti fenyegetését — a talajokat és az utak menti területeket véglegesen szennyező mikroműanyagokat — tanulmányozza. A Tiszta Technológiák Központjának kutatásai a kimutatási, mennyiségi meghatározási és nyomon követési módszerek kidolgozására összpontosítanak a talajkörnyezetben. Ez az első és kötelező lépés a hatékony tisztítási technológiák létrehozása felé.

Maria Shilovával együtt választ keresünk a következő kérdésekre is: Hogyan hatolnak be a mikroműanyagok a talajba és a növényekbe, milyen technológiákat használnak a tudósok a mikroszkopikus részecskék kimutatására, milyen sebességgel terjednek a mikroműanyagok a talajban a talajtípustól és magától a polimer típusától függően, hogyan alkalmazhatják az önkormányzatok, állami intézmények és magánvállalkozások a kutatásokat a gyakorlatban, és nem utolsósorban, miért fontos a személyes példamutatás a fenntartható szokások kialakításában a közösségben.

Mi a fő szerepe a Tiszta Technológiák Központjában (CCBRE), és miért összpontosította kutatásait kifejezetten az utak menti és városi talajok mikroműanyag-szennyezésére?

A CCBRE-nél junior kutató munkatársként dolgozom, és a „Mikroműanyagok migrációja a talajokban" című doktori projektemet fejlesztem Prof. Violina Rizova és Prof. Petar Mandaliev tudományos felügyelete alatt.

A mikroműanyagok viszonylag új és rendkívül aktuális témát jelentenek a tudományos kutatásban. A mikroműanyagok tulajdonságairól, azonosítási módszereiről és környezeti hatásairól szóló tudományos cikkek száma exponenciálisan növekszik. A 21. század elejéig a mikroműanyagok témája viszonylag kevéssé volt tanulmányozott, és csak az elmúlt két évtizedben keltette fel a tudományos közösség komoly figyelmét, annak ellenére, hogy az emberiség körülbelül 80 éve széles körben használ polimer alapú termékeket. De még ilyen nagy tudományos szorgalom mellett is, amelyet az utóbbi években megfigyelhetünk, vannak olyan kérdések, amelyek vitatottak és megoldatlanok maradnak. Az én feladatom, hogy doktori tanulmányaim során választ keressek ezekre a kérdésekre. Természetesen aligha találom meg mindet, de még egy szemernyi új tudás a mikroműanyagokról nagyon fontos lehet a későbbi kutatások számára.

Ami a tudományos területen való személyes preferenciáimat illeti — mindig is érdekelt a technoszféra szennyezőanyagaival való munka; ezek nem természetesek az ökoszisztémák számára, teljesen eltérő fizikai-kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek a természetes összetevőkhöz képest, és természetesen a jelenlegi globális kérdések mellett mindig vannak kisebb, gyakorlati kérdések is, amelyek megoldásával lassan, de biztosan haladunk a teljes kép megértése felé.

 

Mi a migrációs mechanizmusa ezeknek a mikroműanyagoknak a szomszédos mezőgazdasági területekre, és vannak-e konkrét adatai arról, hogyan változtatják meg a talaj tulajdonságait, és hogyan jutnak be a növényekbe?

Számos migrációs mechanizmus létezik: légköri szállítás és élő szervezetek mozgása, folyóvízi, felszíni és szennyvízcsatornák.

Például, ha egy út van a mezőgazdasági terület közelében (és biztosan van, mert a mezőgazdasági gépeknek mozogniuk kell), akkor nagy mennyiségű mikroműanyag, amely az autógumik kopásának eredményeként keletkezik, közvetlenül az úton és az utak menti területeken koncentrálódik. A szél hatására ezek az egyéb útporral együtt nagyon nagy távolságokra szállíthatók, mivel nagyon kicsik (a mikroműanyagok mikron nagyságrendűek), ami azt jelenti, hogy meglehetősen könnyűek, és hosszú távon képesek utazni a légköri áramlatokkal.

A mikroműanyagok vízzel is bejuthatnak az agro-ökoszisztémákba öntözés során; a felszíni vizeket használják leggyakrabban öntözésre, és ezek már önmagukban is tartalmaznak mikroműanyagokat. Vannak publikációk mikroműanyag-részecskék kimutatásáról a Duna, a Marica és a Batak-vízesés mellékfolyóiban. Mindenesetre végső soron a mezőgazdasági területek talajába kerülnek.

És természetesen a műanyag talajtakarás és a lassú felszabadulású műtrágyák használata a mezőgazdasági területek szennyezésének legjelentősebb forrásai. Az ultraibolya sugárzás, mechanikai hatás, biológiai aktivitás és hőmérsékleti stressz hatására a nagy műanyag részecskék egyre kisebb és kisebb részecskékre bomlanak, és a folyamat meglehetősen hosszadalmas. Egy bizonyos ponton a mikroműanyagok elérik azokat a méreteket, amelyeknél gyakorlatilag megszűnnek biológiailag lebomlani.

A mikroműanyag-részecskék talajra gyakorolt hatását már kellően tanulmányozták. A mai napig ismert, hogy a mikroműanyagok nagyon erős adszorbensek, és a felületükön megtartott anyagokkal együtt befolyásolják a talaj savasságát, elektromos vezetőképességét, geokémiai egyensúlyát, sűrűségét és szerkezetét. A mikroműanyagokkal együtt nehézfémek, dioxinok, peszticidek, színezékek, stabilizátorok és más vegyi anyagok kerülnek a talajba — általában véve — a potenciálisan veszélyes vegyi anyagok széles skálája.

A mikroműanyagok öntözéskor (ha a víz szennyezett), a növényi gyökerek epidermális sejtjein keresztül (szennyezett talajjal való kölcsönhatás révén), valamint a levelek gázcserenyílásain keresztül (gyakrabban a részecskék légköri szállítása miatt) juthatnak be a növényekbe. Ha a műanyag nagyobb, mint 10 mikron, áthidalhatatlan fizikai akadályba ütközik, és egyszerűen nem tud bejutni a növénybe, kivéve, ha a növények sérült területekkel rendelkeznek. Az 1 mikrométernél kisebb mikroműanyagok szubcelluláris és molekuláris szinten hatnak rájuk. Az 1 és 10 mikrométer közötti méretű mikroműanyagok a növény belsejében vándorolnak.

 

Milyen technológiákat használ a laboratóriumban ezen mikroszkopikus részecskék kimutatására, és milyen konkrét megoldásokat fejleszt a Tiszta Technológiák Központjában (CCBRE) a mikroműanyagok talajkörnyezetben történő kimutatására és mennyiségi meghatározására?

A mikroműanyag-részecskék kimutatásának legegyszerűbb módja, ha mikroszkóp alatt nézzük őket. Ez szinte bármelyik laboratóriumban megvalósítható, meglehetősen gyors és olcsó módszer, amelyen keresztül a mikroműanyag-részecskék vizuálisan azonosíthatók, de nem mindig elegendő. Először is, néha az eszköz optikai felbontása nem teszi lehetővé az összes mikroműanyag-részecske megbízható kimutatását, másodszor pedig egyes ásványi anyagok és a talaj szerves összetevői úgy nézhetnek ki, mint a mikroműanyagok, de nem azok.

Ezért megbízhatóbb kémiai elemzési módszert használunk — Fourier-transzformációs infravörös spektroszkópiát (FTIR), amelyen keresztül megbízható megerősítést kapunk a polimer kémiai összetételéről. A módszer lényege, hogy a mintát infravörös fénnyel sugározzák be — a polimer molekuláris kötései pontosan meghatározott frekvenciákon nyelik el a sugárzást, amelyek jellemzőek az adott funkciós csoportokra. A detektor rögzíti, hogy mely frekvenciák nyelődtek el, spektrumot épít fel, és a jellemző sávok helyzete alapján (az anyag egyfajta „ujjlenyomata") meghatározza, hogy a részecske milyen típusú polimerből készült. Az egyik fő feladatunk a következő évben annak meghatározása, hogy milyen sebességgel terjednek a mikroműanyagok a talajban a talajtípustól és magától a polimer típusától függően. A mikroműanyagokkal szennyezett talajok tisztítása még mindig komoly tudományos kihívást jelent világszerte. Ezért jelenleg a CCBRE-nél a kimutatási, mennyiségi meghatározási és nyomon követési módszerek kidolgozására összpontosítunk a talajkörnyezetben. Ez az első és kötelező lépés a hatékony tisztítási technológiák létrehozása felé. A különböző polimerek migrációjának és a különböző talajtípusokkal való kölcsönhatásának tanulmányozásával tudományos alapot teremtünk a szennyezett területek jövőbeli kármentesítési megoldásaihoz és a mikroműanyagok mezőgazdasági növényekbe és az élelmiszerláncba való bejutásának kockázatának korlátozásához.

 

Hogyan alkalmazhatják az önkormányzatok, állami intézmények és magánvállalkozások a kutatásait a gyakorlatban a szennyezés csökkentése érdekében?

Kutatásaink eredményei segíthetnek azonosítani a mikroműanyagok fő forrásait és feltárni a legnagyobb szennyezési kockázatnak kitett területeket. Ha tudjuk, honnan származnak a részecskék, és hogyan terjednek a különböző talajtípusokban, hatékonyabb korlátozási intézkedéseket javasolhatunk. Az önkormányzatok számára ez az utak menti területek, a városi zöldterületek és az intenzív gépjárműforgalmú zónák jobb megfigyelését jelenti. Az állami intézmények felhasználhatják a tudományos adatokat a talajokban és vizekben található mikroműanyagok ellenőrzésére vonatkozó politikák és szabványok kidolgozásakor, valamint a környezeti kockázatértékelés során.

A maguk részéről a vállalkozások erőforrásaikat a fenntarthatóbb anyagok fejlesztése, az egyszer használatos műanyagtermékek használatának csökkentése és a mikroműanyagok kibocsátását már a gyártási folyamatban korlátozó technológiák bevezetése felé irányíthatják. Hosszú távon a megelőzés a leghatékonyabb megközelítés. Sokkal könnyebb megakadályozni a mikroműanyagok környezetbe jutását, mint később megpróbálni eltávolítani őket a talajokból és a vízkészletekből. Pontosan ezért kell a tudományos kutatásnak és a gyakorlati intézkedéseknek kéz a kézben járniuk.

 

Segítenek-e a CCBRE adatai az európai környezetvédelmi jogszabályok frissítésében, és ugyanakkor — melyek a leghatékonyabb lépések a mikroműanyagok csökkentésére mindennapi életünkben?

A tudományos bizonyítékok minden hatékony környezetvédelmi jogszabály alapját képezik. Minél megbízhatóbb információ áll rendelkezésre a mikroműanyagok eloszlásáról, migrációjáról és hatásáról, annál megalapozottabbak lehetnek a jövőbeli szabályozási aktusok nemzeti és európai szinten. Munkánk hozzájárulhat ehhez a közös tudásanyaghoz, amelyet a tudományos közösség és az intézmények a döntéshozatal során használnak.

Idézzük fel René Dubos szavait: „Gondolkodj globálisan, cselekedj lokálisan." A legnagyobb változás, amely a mikroműanyagok tanulmányozása terén bekövetkezhet, az összes módszer szabványosítása, a mintavételtől az adatellenőrzésig. Csak olyan körülmények között, amikor a világ tudósai ugyanazon protokoll szerint járnak el a kutatások során, lesz lehetőségünk racionálisan szemlélni a világ képét, és bizonyossággal kijelenteni: mennyire veszélyesek valójában a mikroműanyagok adott körülmények között.

Mindannyian fogyasztók vagyunk. Most megtehetjük a választást, hogy megváltoztatjuk fogyasztási szokásainkat: válasszunk mikroműanyagmentes kozmetikumokat vagy háztartási vegyszereket (egyes országokban az ilyen termékek gyártása már nemzeti szinten betiltott), minimalizáljuk a műanyag csomagolások használatát, használjunk újrafelhasználható zacskókat vagy piaci hálókat az élelmiszerboltokban történő vásárláskor, és kerüljük a szintetikus szövetekből készült ruhák választását. A fogyasztónak hatalmában áll megválasztani, hogy mit használ, és ha úgy döntünk, hogy lassan lemondunk a szintetikus anyagokról, a kereskedők és gyártók ösztönözve lesznek arra, hogy alkalmazkodjanak az új fogyasztói magatartáshoz. Úgy gondolom, hogy az ilyen kis, személyes választásokra nap mint nap valami nagyon nagy és fontos épül.

Bővebben a témában:

Cleantech Vision 2026 – Tudástranszfer az Akadémia és az Ipar között

A „Cleantech Vision 2026" Nemzetközi Konferencia – Párbeszéd-platform a Tudomány és az Üzleti Élet között

'