Biochemický pohled na mikroplasty kolem nás – rozhovor s Anjou Bubik

Autor Ing. Žaneta Milošová (Havírová), Anja Bubik, PhD

Představení 

Anja: Jmenuji se Anja Bubik, Ph.D. a pracuji na Fakultě ochrany životního prostředí ve Velenje. Už od mala jsem se zajímala o to, co se děje v našem těle, proč se můžeme otrávit, proč můžeme onemocnět. Proto jsem se rozhodla studovat biochemii a následně doktorské studium biomedicíny, v oboru biochemie a molekulární biologie.

Mé zájmy v profesní oblasti jsou stále dost podobné těm z dětských snů – zajímám se především o molekulární mechanismy rozvoje nemocí a potenciální toxické účinky různých látek, přírodních i syntetických, na člověka a životní prostředí.

Jinak se celý život věnuji sportu. Hrála jsem téměř 15 let házenou, zajímám se i o tanec a běh. Ze sportu jsem si přinesla hlavně řád a disciplínu, spolehlivost a vytrvalost, což je ve výzkumné oblasti opravdu velmi důležité. Jsem týmový člověk, ráda předávám své znalosti a zkušenosti, takže práce se studenty, zejména v laboratoři a na některých projektových záležitostech, je pro mě opravdu velkou výzvou.

Co se kosmetiky týče, jsem zastáncem kvalitního minimalismu – tedy méně je více a používám to, o čem jsem i profesně přesvědčena.

Kde pracuješ? Čím se živíš?

Anja: Na fakultě působím jako lektor a asistent v oboru Životní prostředí a zdraví. Podílím se na realizaci základních předmětů, ale i specifičtějších předmětů jako ekotoxikologie, molekulární ekologie v ochraně přírody, chemie znečišťujících látek a čištění odpadních vod.

Podílím se také na různých projektech na škole, v současnosti nejaktivněji ve dvou projektech Erasmus+, jeden řeší problematiku zodpovědného a promyšleného výběru kosmetických přípravků a druhý širokou oblast mikroplastů – jedna z modernějších (i ekologických) záležitostí.

Vedu a starám se o rozvoj studijní laboratoře, kde chceme studentům nabídnout co nejvíce praktických zkušeností a zároveň se snažíme laboratoř rozvíjet i výzkumným směrem. Například v letošním roce aktualizujeme vybavení a metodiky pro detekci a identifikaci mikroplastů v různých vzorcích.

Ve škole se také snažíme spolupracovat s místním prostředím, proto se účastníme mnoha společenských akcí, pořádáme letní školu, vědecké dny, připravujeme přednášky pro různé cílové skupiny…

Ovlivňují vaše profesní dovednosti také rozhodování ve vašem každodenním životě? (např. vyhnete se potravinám, kosmetice a dalším produktům obsahujícím potenciálně nebezpečné chemikálie)

Anja: Jedna z nejvýraznějších věcí, kterou v posledních letech dělám, je např. čtení deklarací kosmetických přípravků ohledně obsahu mikroplastů. Ale když se podívám hlouběji, dávám si velký pozor na původ produktu. Pokud je to možné, vybírám si slovinské výrobce, nebo alespoň výrobce z EU. Hledám produkty, které produkují co nejméně odpadu…

Proč je plast v dnešním světě tak populární? Dokážeme si vůbec představit život bez něj?

Anja: Vynález plastu na bázi syntetických polymerů na počátku 20. století (v roce 1907) navždy změnil život a bez něj si jej prakticky nedovedeme představit. Plast je jedním z nejuniverzálnějších materiálů, jaký byl kdy vyroben – je levný, lehký, pevný a poddajný – výsledkem je prakticky neomezený počet možných aplikací. Protože plast je tak rozšířený, někteří vědci nazývají modernitu plastem a oceány plastovou polévkou.

Co je mikroplast a kde jej najdeme?

Anja: Podle definice Evropské agentury pro chemické látky (ECHA) jsou mikroplasty malé, pevné, ve vodě nerozpustné částice polymeru o velikosti menší než 5 mm.

Dá se najít prakticky na každém kroku. Což znamená, že mikroplasty mohou být surovinou pro výrobu větších produktů (např. vlákna, granule,…), mikroplasty vznikají při používání, tření a samozřejmě vznikají i tím, když se produkt stává odpadem, zvětrává a rozpadá se pod různými vlivy…

Co vás přivedlo ke zkoumání mikroplastů v kosmetice a produktech osobní péče?

Anja: Moje angažmá v tomto oboru začalo v roce 2016, kdy jsem kvůli narození druhého dítěte chyběla v práci a na popud kamarádky jsem začala “interpretovat“ deklarace různých produktů. Samozřejmě především pro děti. A z tohoto požadavku se myšlenka přesunula z gauče do práce, kde jsme v roce 2018 s naším absolventem udělali první větší rozbor – konkrétně obsah syntetických polymerů a mikročástic v zubních pastách ve Slovinsku.

A pak se příběh odvíjel sám od sebe, jak jsem dostávala nové a nové otázky, např. co je PMMA, co je PEG, proč je tolik různých chemických forem PEG, jaké jsou jejich funkce, jak se chová při kontaktu s kůží, co v prostředí, jak se chemikálie rozkládají, proč jsou některé polymery pod větším drobnohledem a jiné méně, atd. A tak jsme v roce 2021 vymysleli dva takové projekty, které mají nejen ekologický, ale i velký společenský přínos.

Najdeme mikroplasty (zkráceně MP) v kosmetice a výrobcích osobní péče, v dětských výrobcích, v čisticích prostředcích? Jakou funkci mají tyto částice v produktech?

Anja: Mikroplasty mohou být přítomny v kosmetických produktech v běžných perličkách – tzv. mikroperličkách. Lze z nich vyrábět mýdla, šampony, deodoranty, zubní pasty, krémy proti vráskám, hydratační krémy, krémy na holení, opalovací krémy, pleťové masky, rtěnky, oční stíny, dětskou bublinkovou koupel a další.

Mikroperličky plní nejčastěji funkce tření, čištění a exfoliace – hovoříme o abrazivním efektu. Co to znamená? Brusný materiál díky své tvrdosti brousí a opotřebovává měkčí látky, např. odstranění odumřelé kůže. Podle údajů obsahuje obličejový peeling více než 300 000 mikroperliček.

Ale MP mohou působit také jako pojivo, regulátor viskozity, emulgátor, antistatický prostředek (např. vlasová péče), zahušťovadlo, zvětšování objemu, jako plnivo, pro tvorbu/tvarování filmu, povrchovou úpravu, zlepšení chemické a mechanické odolnosti, kontrolované uvolnění účinné látky.

Z pohledu ženy je důležité zdůraznit funkci estetickou – tedy vizuální efekty dekorativní kosmetiky (např. pudry, barviva, …), barevné MP v líčení, strukturální efekty barev, zvýšená zářivost barev, třpytky, stínování, efekt „optického rozmazání“ (např. vrásky).

Proč jsou mikroplasty v kosmetice a dalších produktech problematické?

Anja: Jednou z klíčových vlastností plastu je, že je prakticky nezničitelný. Jednoduše to znamená, že když se dostane do prostředí, hromadí se tam. Díky svým malým rozměrům dokáže projít různými bariérami, přírodními či umělými, a zároveň má i velmi velkou vaznou plochu. Dnes můžeme vidět výzkumy, které naznačují, že mikroplasty mohou být i přenašečem polutantů životního prostředí.

Skutečné posouzení úrovně dopadů mikroplastů nelze odhadnout, protože množství plastových komponent používaných po celém světě v kosmetice a přípravcích pro osobní péči není veřejně dostupné a může se také lišit. Mezinárodní unie pro ochranu přírody a přírodních zdrojů odhaduje, že kosmetika a produkty osobní péče přispívají 2 % primárních mikroplastů v oceánech (ve srovnání se syntetickými textilními vlákny a pryžovými částicemi, z nichž každý tvoří více než 30 %).

Rostou také celosvětové obavy z účinků mikroplastů v mořských i sladkovodních ekosystémech. Především kvůli malé velikosti mikroplastů, které jsou tak biologicky dostupné organismům v celé mořské potravní síti. To znamená, že díky své malé velikosti je MP při požití potenciálně biologicky dostupný pro širokou škálu organismů. Výzkum již také ukázal, že mikroplasty mají negativní vliv na zdraví různých mořských organismů. Možnosti přenosu potravním řetězcem, stejně jako biomagnifikace toxinů v mikročásticích, mohou přímo způsobit toxicitu u lidí při snězení mořských plodů.

Existují v kosmetice nějaké ekologičtější alternativy k mikroplastickým komponentům?

Anja: Samozřejmě dnes známe a již používáme mnoho přírodních alternativ – drcené vlašské nebo mandlové skořápky, oves, cukr, jojobová či maková semínka, vosky (včelí vosk, vosk z rýžových otrub, jojobový vosk), mořské řasy, přírodní oxid křemičitý (křemen), jíl.

Jak přísná je legislativa v oblasti mikroplastů v kosmetice a produktech osobní péče?

Anja: Na úrovni EU se v posledních letech rychle rozvíjí legislativa týkající se účelově přidávaných mikroplastů do různých výrobků.

Legislativa se však neomezuje pouze na produkty osobní péče a kosmetiku, ale MP se záměrně přidávají i do mnoha dalších produktů, včetně hnojiv, přípravků na ochranu rostlin, barev, čisticích prostředků pro domácnost a průmysl, … Mikroplasty se používají i jako materiál na sportovištích z umělé trávy.

V roce 2019 předložila ECHA na žádost Evropské komise návrh na omezení používání záměrně přidaných MP částic ve spotřebitelských nebo profesionálních výrobcích. Odhadli, že toto omezení může výrazně snížit vnášení množství mikroplastů do životního prostředí, což má později pozitivní vliv na ekosystémy a lidské zdraví. Očekává se, že tento návrh zabrání uvolnění 500 000 tun mikroplastů do 20 let od jeho zavedení.

Omezení na úrovni EU měla být přijata do konce loňského roku (2022). Kvůli obavám o životní prostředí a lidské zdraví již několik členských států EU přijalo nebo navrhlo vnitrostátní zákazy záměrného používání mikroplastů ve spotřebních výrobcích (např. Nizozemsko, Švédsko, Irsko, Itálie, Francie). Zákazy se týkají především používání mikročástic v kosmetice, které mají abrazivní a čisticí účinek a jsou po použití spláchnuty do odpadu.

Evropské obchodní sdružení pro kosmetiku a osobní péči, již v roce 2015 doporučilo svým členům, aby upustili od používání mikročástic k čištění a exfoliaci v kosmetických oplachovacích produktech a produktech pro osobní péči. Dnes můžeme plně ocenit výsledky tohoto doporučení. Snížení o 97,6 % silně potvrzuje účinnost dobrovolné iniciativy našeho odvětví.

V posledním návrhu omezení se píše, že po přijetí dokumentu budou mikročástice v oplachovacích přípravcích zakázány, protože doporučení pro ně jsou známá již řadu let a domnívají se, že přechodné období nepotřebují. Zatímco pro neoplachové produkty, které tolik nepřispívají k problémům životního prostředí, je předepsáno 6leté přechodné období, během kterého mají výrobci možnost změny (https://ec.europa.eu/transparency/comitology-register/screen/documents/083921/1/consult?lang=en).

Když mluvíme o polymerových materiálech a kosmetice, je nutné zdůraznit, že tyto materiály jsou v obalech přítomny, že? Proč je aspekt plastových obalů důležitý i z pohledu mikroplastů?

Anja: Trochu se podíváme na historii, vývoj, rozsah použití plastů… Podle sdružení Plastics Europe se nejvíce (kolem 40 %) plastů vyrábí na obaly a zároveň minimálně polovina je použita u jednorázových výrobků a tím se výrobek rychle stává odpadem. Proč je to důležité z hlediska mikroplastů? Hromadění plastů, zvláště pokud jde o nekontrolované skládky, znamená časem rozpad, zvětrávání materiálu a v důsledku toho vznik a uvolňování sekundárního MP do životního prostředí.

Na druhou stranu si musíme být vědomi toho, že jsme pokročili i v recyklačních procesech. Konkrétně skupina plastových materiálů, tedy termoplasty, které lze recyklovat, je použita ve více než 80 % plastových výrobků, což znamená, že možnosti opětovného použití jsou opravdu dobré.

Existuje známá mobilní aplikace Beat the microbead, která může spotřebitelům pomoci vybrat různé produkty a upozornit na přítomnost mikroplastů. Ale přesto… jak může běžný uživatel zjistit, zda požadovaný produkt obsahuje mikroplasty?

Anja: Ano, dobře znám tuto aplikaci, která funguje pod záštitou nadace Plastic Soup Foundation. Jde o mezinárodní iniciativu, která se zasazuje o odstranění plastů z kosmetiky a funguje zhruba 10 let. Jejich databáze je vysoce profesionální a aktuální, v souladu se všemi navrhovanými skutečnostmi legislativy EU – což znamená, že je i spolehlivá.

V roce 2021 jsme se studenty sledovali dynamiku nových produktů na platformě – a zjistili jsme, že průměrný počet přihlášených produktů se za 3 měsíce zvýšil o 10 %.

Běžný uživatel tak má několik možností – všechny se týkají čtení deklarací. Uživatel může vyhledat požadovaný produkt v online databázi, může si prohlédnout prohlášení a porovnat základní složky s těmi v databázi, lze však použít i mobilní aplikaci, která umožňuje skenování produktů. Zdá se mi, že dnes existuje mnoho způsobů, jak zvýšit povědomí o plastu v kosmetice.

Co jsou PEGy? Jsou také považovány za mikroplasty, že? Liší se nějak od ostatních mikroplastů?

Anja: PEG je zkratka pro polyethylenglykol – jedná se o syntetický polymer, který pro svou rozpustnost ve vodě nesplňuje kritéria definice mikroplastů a spolu s některými dalšími chemickými formami je vyloučen z navrhovaných omezení použití mikroplastů v kosmetice. Důvod? Nemají stejnou dlouhodobou perzistenci, a proto nepřispívají k identifikovanému riziku. Používá se ve farmaceutickém a kosmetickém průmyslu, najdeme ho v obalech, v textilu…

Názvy PEG se liší především v tom, z kolika základních jednotek je polymer vyroben nebo v jaké molekulové hmotnosti (číslo za názvem PEG). Ty PEG s nízkou molekulovou hmotností jsou většinou bezbarvé kapaliny, zatímco ty s vyššími jsou voskovité pevné látky nebo pevné látky. Známe i další, složitější chemické formy PEG – ethery a estery mastných kyselin (oleáty, lauráty, dilauráty, stearáty, distearáty).

Tyto sloučeniny se používají v široké škále kosmetických aplikací díky jejich rozpustnosti a viskozitě a jejich nízké toxicitě. Protože mnoho PEG je hydrofilních, jsou používány jako zesilovače penetrace, zejména v topických dermatologických přípravcích.

Existují nějaké studie, které potvrzují škodlivé účinky PEG na naše zdraví a/nebo životní prostředí? Jaký může být jejich dopad na lidi a životní prostředí?

Anja: PEG a jejich deriváty jsou obecně regulovány jako bezpečné pro použití v kosmetice s podmínkou, že nečistoty a vedlejší produkty, jako je ethylenoxid a 1,4-dioxan, které jsou známé karcinogeny, musí být před použitím v kosmetickém přípravku odstraněny.

Tyto sloučeniny se používají v široké škále kosmetických aplikací díky své rozpustnosti a viskozitě a jejich nízké toxicitě. Způsobují malé nebo žádné podráždění očí nebo kůže a mají extrémně nízkou akutní a chronickou toxicitu.

Obtížně pronikají neporušenou kůží a vzhledem k rozšířenému používání přípravků obsahujících PEG a deriváty PEG bylo publikováno pouze několik kazuistik hypersenzitivních reakcí, které se týkaly především pacientů vystavených působení PEG v lécích nebo po expozici poškozené nebo chronicky zanícené kůže. Na zdravé kůži je přecitlivělost na tyto sloučeniny zanedbatelná.

Na základě dostupných údajů se tedy dospělo k závěru, že PEG se širokým rozsahem molekulových hmotností (200 až více než 10 000), jejich ethery (laureths, ceteths, ceteareths, steareths a oleths) a estery mastných kyselin (lauráty, dilauráty, stearany, distearáty) jsou bezpečné pro použití v kosmetice.

Ne všechny údaje jsou však dostupné pro všechny chemické přípravky (např. PEG sorbitan/estery mastných kyselin sorbitolu, PEG sorbitanový včelí vosk a PEG sójové steroly), nejsou známy, takže je rozumné postupovat opatrně. Je také nutné dávat pozor, aby se PEG nepoužívaly na poškozenou pokožku.

Mohou je výrobci nahradit „přírodními“ ingrediencemi, jako je Cera alba (včelí vosk), nebo jeho veganskou alternativou Cetearyl Olivate – látkou získanou z olivového oleje?

Anja: Můžete. Samozřejmě to hodně závisí na výrobci, protože v takovém případě musí věnovat více času a prostředků vývoji produktu, výzkumu a testování. Po doporučení stažení mikročástic výrobci nasměrovali vývoj tímto směrem. Známe už ale mnoho úspěšných příběhů, mezi kterými se nejčastěji nachází skořápka ořechu.

Je možné, že se mikroplasty i přes omezení/zákazy stále nacházejí v kosmetických výrobcích? (které zákony se zabývají zákazy, existují nějaké výjimky)

Anja: Omezení použití MP je v současné době vázáno na jednotlivé země, omezení se však váže na výrobu, dovoz a/nebo prodej produktů, nejčastěji „oplachových“. Proto je velmi důležitý původ produktu, který používáme, a možná i jeho stáří – znáte to, někdy si uživatelé některé produkty uchovávají i několik let. Proč? Pokyny pro bezpečné používání produktů se mohou v průběhu let měnit.

Některé výzkumy zmiňují možnost degradace mikroplastů mikroorganismy. Je to vůbec možné? Myslíte si, že se věci v budoucnu za 20 let změní k horšímu nebo k lepšímu?

Anja: V životním prostředí známe více fyzikálně-chemických procesů rozkladu plastů – hydrolýza, fotodegradace (degradace vlivem světla, UV záření), tepelná oxidace (vysoké teploty, UV záření), rozklad ozonem (za vzniku reaktivního kyslíku sloučenin), mechanicko-chemický rozklad (mechanické namáhání a US záření) a biodegradace. Biologicky rozložitelný znamená, že se materiál působením mikroorganismů (a jejich enzymů) rozloží na bioplyn a biomasu – v našem případě plastový odpad na CO2, monomerní složky a produkty s potenciální přidanou hodnotou.

Biodegradace syntetických polymerů je proveditelná v přírodním prostředí, může trvat dlouho: od 50 do více než 100 let. Biodegradace je složitý proces, silně závislý na vlastnostech plastu – hmota, hustota, struktura polymeru, přísady, funkční skupiny… Dále jsou faktory prostředí, které degradaci ovlivňují – abiotické faktory jsou teplota, pH, vlhkost, UV záření, zatímco biotické faktory jsou např. extracelulární enzymy, živiny, hydrofobnost – rozpustnost ve vodě, biologicky aktivní povrchy… 

Již dnes je však k dispozici mnoho laboratorních výzkumů, kde byly objeveny bakteriální kmeny schopné rozkládat syntetické polymery.

Většina výzkumů se týká PE.

Budoucnost je samozřejmě v bioplastech, které jsou navíc biologicky odbouratelné – např. škrob a kyselina polymléčná.

Chtěla byste dodat něco důležitého/zajímavého?

Anja: Mikroplast je velmi malý materiál, který je pro lidi často neviditelný/skrytý, ale proto nemůžeme tvrdit, že neexistuje nebo že výzvy, kterým čelíme, jsou mnohem menší.

Authors

  • Ing. Žaneta Milošová (Havírová)

    Dělá to, co ji baví – pracuje jako CEO ve společnosti GreenScan. Vystudovala VŠB - TUO v Ostravě, kde získala titul Ing. v oboru Environmentální inženýrství. Vždy se zajímala o přírodu a věci kolem ní. Miluje hory, lesy a zvířata, ale zároveň si váží výdobytků moderní doby. Proto se snaží pomáhat a hledat rovnováhu mezi přírodou a moderním světem.

  • Anja Bubik, PhD

    Získala doktorát z biochemie a molekulární biologie na Lékařské fakultě Univerzity v Lublani. Pracuje jako odborný asistent a vědecký pracovník na Fakultě ochrany životního prostředí, kde se zabývá environmentálními otázkami souvisejícími s lidským zdravím. Jako vedoucí laboratoře se stará o zavádění nových výzkumných a vyučovacích metod a podílí se na mnoha aplikovaných a osvětových projektech.

0 komentářů

Přidat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *