Mikroplasty sú v každej vrstve oceánu, no vedci ich stále nevedia merať rovnako

Mikroplasty sa dnes nachádzajú v celom vodnom stĺpci oceánu — od hladiny až po najhlbšie priekopy — no vedci stále narážajú na veľký problém: chýbajú jednotné metódy, ktoré by umožnili spoľahlivo porovnať merania z rôznych miest a hĺbok. Práve to brzdí presnejšie odhady, koľko plastových častíc sa v mori skutočne nachádza, ako sa presúvajú medzi vrstvami vody a aké dôsledky majú pre morské ekosystémy aj pre procesy, ktoré pomáhajú regulovať klímu.

Plasty vznikli pred viac než 150 rokmi ako náhrada za prírodné materiály, no ich environmentálna bilancia sa medzitým dramaticky zmenila. Ľudstvo doteraz vyrobilo viac než 9 miliárd ton plastov a už v roku 2015 tvoril vyhodený plastový odpad 6,3 miliardy ton. Recyklovalo sa len asi 9 % tohto odpadu, ďalších 12 % sa spálilo a zvyšok sa hromadí na skládkach alebo v prírode. Oceán patrí medzi hlavné konečné miesta, kam sa tento odpad dostáva. Každý rok doň podľa odhadov pritečie asi 11 miliónov ton plastového odpadu.

V prírode sa väčšie kusy plastu postupne rozpadajú na čoraz menšie častice. Mikroplasty majú veľkosť od 1 mikrometra do 5 milimetrov, ešte menšie nanoplasty majú menej než 1 mikrometer. V mori ich vedci zaznamenali už v 70. rokoch minulého storočia, no intenzívnejší výskum sa rozbehol až po roku 2004, keď sa rozšíril pojem „microplastics“. Odvtedy sa ukázalo, že nejde o okrajový problém pri hladine. Tieto častice sú prítomné od Arktídy po Antarktídu, od povrchu až po dno najhlbších oceánskych oblastí, a vstupujú do potravových sietí od planktónu po veľryby.

To je dôležité aj preto, že oceánsky vodný stĺpec nie je len prázdny priestor medzi hladinou a dnom. Ide o prostredie plné živých aj neživých častíc, ktoré zohrávajú zásadnú úlohu v ekologických procesoch a v kolobehu uhlíka. Častice vo vode pomáhajú prenášať biologický uhlík do väčších hĺbok, kde sa časť z neho môže ukladať na stáročia až tisícročia. Tento prirodzený mechanizmus patrí k procesom, ktoré ovplyvňujú globálnu klímu. Ak sa doň miešajú plasty, môžu ho narúšať. Zdroj upozorňuje, že malé plastové častice poškodzujú morské živočíchy a vnášajú do prostredia chemické toxíny. Keď sa stanú súčasťou takzvaného morského snehu či výkalových peliet, môžu meniť hustotu týchto častíc a rýchlosť ich klesania, a tým aj účinnosť prenosu uhlíka do hlbín.

Práve preto nestačí sledovať len tenkú vrstvu pri hladine, na ktorú sa sústreďovala veľká časť doterajšieho výskumu. Zdroj pripomína, že väčšina prác sa zameriavala na horných 50 centimetrov mora, zatiaľ čo zvyšok obrovského vodného stĺpca ostáva do veľkej miery nepreskúmaný. Ak chcú vedci pochopiť skutočný osud plastov v oceáne, musia ich vedieť nájsť, spočítať a chemicky opísať vo všetkých hĺbkach.

Prvé pokusy počítať mikroplasty pod hladinou siahajú do 70. rokov, keď sa používali siete na zber planktónu. Moderný výskum po roku 2014 výrazne zrýchlil a opiera sa o upravené nástroje, ktoré sa pôvodne používali na zber biologických častíc. Niektoré systémy dokážu prefiltrovať stovky až tisíce litrov vody z presne vybraných vrstiev a zachytiť častice rôznych veľkostí aj v hĺbkach väčších než 5 000 metrov. Iné metódy, napríklad odber pomocou fliaš Niskin, pracujú s menšími objemami vody, no umožňujú porovnávať zloženie a koncentrácie častíc medzi rôznymi hĺbkami. Na meranie vertikálneho toku plastov vedci využívajú aj sedimentačné pasce, ktoré sa tradične nasadzovali pri výskume morského snehu a toku uhlíka.

Po odbere nasleduje laboratórna analýza. Výskumníci musia oddeliť syntetické polyméry od organického a minerálneho materiálu a potom určiť chemickú povahu častíc. Na to sa používajú napríklad spektroskopické zobrazovacie metódy, ako micro-Fourier transform infrared alebo micro-Raman spectroscopy, ktoré neničia vzorku a zároveň ukazujú tvar aj zloženie častíc. Iné techniky, napríklad pyrolysis–gas chromatography–mass spectrometry, poskytujú údaje o celkovej hmotnosti plastov, no vzorku pritom zničia a nehovoria o fyzických vlastnostiach jednotlivých častíc.

Najväčší problém je, že jednotný postup zatiaľ neexistuje. Tímy si vyberajú metódy podľa svojich výskumných otázok aj technických možností. Výsledkom je, že jednotlivé merania sa často nedajú jednoducho porovnať. Pri mikroplastoch je to obzvlášť náročné, pretože nejde o jednu látku s jedným správaním. Tieto častice sa líšia veľkosťou, tvarom, farbou, hustotou, chemickým zložením, stupňom zvetrania aj tým, aké mikrobiálne spoločenstvá sa na ne viažu. Práve táto rozmanitosť komplikuje ich zber aj analýzu.

Napriek týmto obmedzeniam už nové merania ukázali, že pod hladinou sa často nachádzajú vysoké počty malých plastov, pričom väčšina z nich má menej než 100 mikrometrov. V Atlantiku vedci vo hĺbkach 100 až 270 metrov zaznamenali koncentrácie presahujúce 1 100 častíc na kubický meter. Ešte vyššie hodnoty sa objavili v hlbokom oceáne: viac než 2 600 častíc na kubický meter v hĺbkach nad 5 000 metrov v oblasti Great Pacific Garbage Patch a až 13 500 častíc na kubický meter v hĺbke 6 800 metrov v Mariánskej priekope. Takéto podhladinové „hot spots“ predstavujú výrazné riziko pre hlbokomorské živočíchy, ktoré ich môžu prijímať spolu s potravou.

Zdroj uvádza aj zistenia z Gulf of Mexico, podľa ktorých ryby a kôrovce žijúce v hlbších vrstvách oceánu, najmä tie, ktoré nemigrujú do plytších vôd, prijímajú mikroplasty častejšie než druhy z menších hĺbok. Tento trend bol obzvlášť výrazný u organizmov získaných z hĺbok 1 200 až 1 500 metrov. To naznačuje, že ani hlboké, kedysi považované za odľahlé a čiastočne chránené prostredie, nie je pred plastovým znečistením uchránené.

Zároveň však platí, že celkový obraz je stále rozmazaný. Súčasná globálna syntéza literatúry ukázala, že namerané koncentrácie mikroplastov v oceánskom vodnom stĺpci sa medzi jednotlivými štúdiami líšia až o 8 rádov. Aj údaje o vertikálnom toku klesajúcich plastov sú zriedkavé a rozptyl je obrovský: priemerné denné hodnoty sa pohybujú od 4,7 po viac než 20 000 častíc na štvorcový meter. Také rozdiely neznamenajú len to, že oceán je premenlivý. Ukazujú aj vážny problém s porovnateľnosťou a opakovateľnosťou meraní.

V praktickej rovine z toho vyplýva jednoduchý záver: bez lepších a zladenejších metód bude veľmi ťažké odhadnúť skutočný rozsah plastového znečistenia pod hladinou, sledovať jeho pohyb a navrhovať účinné opatrenia. Medzinárodné vedecké spolupráce sa preto sústreďujú nielen na samotné merania, ale aj na to, ako ich zjednotiť.

Prečo nestačí sledovať len hladinu

Veľká časť verejnej debaty o plastoch v oceáne sa prirodzene sústreďuje na plávajúci odpad, ktorý je viditeľný z lodí, pobrežia aj satelitných záberov. Zdroj však ukazuje, že rozhodujúca časť problému sa neodohráva len na povrchu. Vodný stĺpec tvorí takmer celý obývateľný priestor planéty a práve v ňom sa odohráva väčšina interakcií medzi drobnými časticami, organizmami a chemickými procesmi.

Ak výskum sleduje len horných niekoľko desiatok centimetrov, získava neúplný obraz. Pod hladinou sa plasty môžu hromadiť, klesať, znovu sa premiešavať a viazať na biologický materiál. To znamená, že oceán nemožno hodnotiť len podľa toho, čo pláva na jeho povrchu.

Ako sa mikroplasty merajú v rôznych hĺbkach

Meranie drobných plastových častíc v oceáne je technicky náročné už preto, že vedci hľadajú mimoriadne malé objekty v obrovskom objeme vody. Niektoré prístupy používajú siete a filtračné systémy, ktoré spracujú veľké množstvá vody z presne zvolených hĺbok. Iné sa opierajú o menšie, ale presnejšie bodové odbery. Každá metóda má inú citlivosť a zachytáva inú časť spektra častíc.

Dôležitá je aj následná laboratórna identifikácia. Samotná prítomnosť malej častice ešte neznamená, že ide o plast. Preto sa používajú analytické techniky, ktoré rozlišujú syntetické polyméry od prirodzených materiálov. Všeobecne platí, že čím menšie častice vedci sledujú, tým zložitejšie je ich spoľahlivo zachytiť aj určiť.

Prečo sú rozdiely medzi štúdiami také veľké

Rozptyl výsledkov medzi jednotlivými štúdiami je extrémny a zdroj to považuje za jeden z hlavných problémov odboru. Dôvodom nie je len to, že rôzne morské oblasti sú odlišné. Výsledky ovplyvňuje aj výber prístrojov, veľkosť filtrovaných objemov, hranica veľkosti sledovaných častíc, spôsob laboratórneho spracovania aj samotná chemická identifikácia.

Mikroplasty navyše netvoria jednotnú skupinu. Môžu mať podobu vlákien, úlomkov či iných tvarov, môžu byť čerstvé alebo silno zvetrané a ich hustota určuje, či skôr plávajú, miešajú sa vo vode alebo klesajú. Keď sa takáto rozmanitá zmes skúma rôznymi postupmi, výsledky sa zákonite rozchádzajú. Práve preto je porovnateľnosť dát dnes taká slabá.

Čo to znamená pre morské ekosystémy a klímu

Podľa zdroja už plastové častice nie sú len pasívnym odpadom rozptýleným vo vode. Stali sa súčasťou morského „časticového sveta“, v ktorom sa prenáša potrava, organická hmota aj uhlík. To je dôležité, pretože biologické a fyzikálne procesy vo vodnom stĺpci pomáhajú presúvať uhlík do hlbších vrstiev oceánu.

Ak plasty menia vlastnosti morského snehu alebo výkalových peliet, môžu zasahovať aj do rýchlosti a účinnosti tohto transportu. Zdroj pri tom netvrdí, že vedci už poznajú celý rozsah následkov. Upozorňuje však, že bez pochopenia týchto interakcií nebude možné presne posúdiť, ako plastizovaný oceán ovplyvňuje ekosystémy ani biogeochemické procesy.

Čo zostáva nejasné a čo bude nasledovať

Najväčšou neznámou zostáva, koľko mikroplastov sa v jednotlivých vrstvách oceánu skutočne nachádza a aké veľké sú ich toky smerom nadol. K dispozícii už sú merania z veľkých hĺbok aj z oblastí s mimoriadne vysokými koncentráciami, no celosvetový obraz je stále nejednotný. Chýba najmä súbor dát, ktorý by vznikol dostatočne podobnými metódami na to, aby sa dal spoľahlivo porovnávať.

Práve preto sa medzinárodné výskumné tímy snažia zaplniť medzery nielen novými expedíciami, ale aj zbližovaním metodík. V širšom kontexte ide o základnú podmienku pre to, aby sa z meraní dali odvodiť presnejšie odhady rizika pre živočíchy, lepšie modely pohybu plastov v oceáne a realistickejšie hodnotenie toho, ako hlboko tento typ znečistenia zasahuje do fungovania mora.

---

Zdroj: Eos

Pôvodný článok: https://eos.org/features/measuring-microplastics-in-every-ocean-layer

---