Biochemický pohľad na mikroplasty okolo nás – rozhovor s Anjou Bubik

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

Predstavenie

Anja: Volám sa Anja Bubik a pochádzam z Fakulty Ochrany Životného Prostredia vo Velenje. Odmalička ma zaujímalo, čo sa deje v našom tele, prečo sa môžeme otráviť, prečo môžeme ochorieť. Preto som sa rozhodla vybrať si biochémiu ako bakalárske štúdium a potom biomedicínu v odbore biochémia a molekulárna biológia ako doktorandské štúdium.

Moje záujmy v odbornej oblasti sú stále celkom podobné tým z detských snov – zaujímajú ma najmä molekulárne mechanizmy vzniku chorôb a potenciálne toxické účinky rôznych látok, prírodných aj syntetických, na ľuďoch a životnom prostredí. 

Inak som sa celý život venovala športu, takmer 15 rokov som hrávala hádzanú, rada tancujem a behám. Zo športu som si do každodenného života preniesla veľa dobrých vecí – hlavne poriadok a disciplínu, spoľahlivosť a vytrvalosť, čo je v oblasti výskumu naozaj veľmi dôležité. Som tímový človek, rád sa delím o svoje vedomosti a skúsenosti, takže práca so študentmi, najmä v laboratóriu a pri niektorých projektových otázkach, je pre mňa veľkou výzvou.

Čo sa týka kozmetiky, som zástancom kvalitného minimalizmu – čo znamená, že menej je viac. A používam to, o čom som aj odborne presvedčená.

Čo je náplňou tvojej práce a čím presne sa zaoberáš?

Anja: Na fakulte pôsobím ako odborný asistent a docent v oblasti životného prostredia a zdravia. Podieľam sa na realizácii základných, ale aj špecifickejších predmetov, ako sú ekotoxikológia, molekulárna ekológia v ochrane prírody, chémia znečisťujúcich látok a čistenie odpadových vôd.

Podieľam sa aj na rôznych projektoch, v súčasnosti na dvoch projektoch Erasmus+, pričom jeden rieši problematiku zodpovedného a premysleného výberu kozmetických výrobkov a druhý širokú oblasť mikroplastov – jeden z modernejších (aj environmentálnych) problémov, alebo môžeme povedať aj výziev.

Vediem a starám sa o rozvoj študijného laboratória, kde chceme študentom ponúknuť čo najviac praktických skúseností. Zároveň rozvíjame aj viac výskumne orientované laboratórium. Napríklad tento rok (2022) budeme aktualizovať vybavenie a metodiky na detekciu a identifikáciu mikroplastov v rôznych vzorkách.

Úspešne spolupracujeme s miestnym prostredím zapájaním sa do mnohých spoločenských podujatí, organizujeme letnú školu, dni vedy, pripravujeme prednášky pre rôzne cieľové skupiny…

Ovplyvňuje ťa tvoja profesionálna kariéra osobne v každodennom živote (napr. vyhýbaš sa potravinám, kozmetike a iným produktom s potenciálne škodlivými zložkami?)

Anja: Určite. Jednou z najvýraznejších vecí, ktorým sa v posledných rokoch venujem, je napríklad čítanie vyhlásení o obsahu mikroplastov v kozmetických výrobkoch. Ak sa však pozriem širšie, veľmi pozorne sledujem pôvod výrobku. Ak je to možné, vyberám si slovinských výrobcov alebo aspoň výrobcov z EÚ. Okrem toho hľadám výrobky, pri ktorých vzniká čo najmenej odpadu…

Prečo sú plasty v modernom svete také populárne? Vieš si predstaviť život bez nich? (asi ťažko)

Anja: Vynález plastov na báze syntetických polymérov na začiatku 20. storočia (v roku 1907) navždy zmenil náš život a bez plastov si ho prakticky nevieme predstaviť. Plasty sú jedným z najvšestrannejších materiálov, aké boli kedy vyrobené – sú lacné, ľahké, pevné a poddajné, čo vedie k prakticky neobmedzenému počtu možných aplikácií. Keďže plasty sú tak rozšírené, niektorí vedci pomenovali súčasný svet ako „plastén“ a oceán ako „plastovú polievku“.

Čo sú mikroplasty a kde ich môžeme nájsť?

Anja: Podľa definície Európskej Chemickej Agentúry (ECHA) sú mikroplasty malé, pevné, vo vode nerozpustné častice polymérov s veľkosťou menšou ako 5 mm.

Možno ich nájsť prakticky na každom kroku. Mikroplasty môžu byť surovinou na výrobu väčších výrobkov (napr. vlákien, granúl,…), mikroplasty vznikajú pri používaní výrobkov, pri ich používaní, trení a, samozrejme, vznikajú, keď sa výrobok stane odpadom a zvetrá, rozpadne sa pod vplyvom rôznych vplyvov…

Čo ťa viedlo k výskumu mikroplastov v kozmetike a výrobkoch osobnej starostlivosti?

Anja: Moje pôsobenie v tejto oblasti sa začalo v roku 2016, keď som kvôli narodeniu druhého dieťaťa nebola v práci, a vďaka povzbudeniu mojej priateľky som začala „interpretovať“ vyhlásenia rôznych výrobcov. Samozrejme, najmä pre deti. V roku 2018 sa myšlienka presunula z gauča do mojej práce, keď som spolu so svojou diplomantkou vykonala prvú veľkú analýzu obsahu syntetických polymérov – mikroguličiek v zubných pastách v Slovinsku.

A potom sa už príbeh rozvíjal sám, pretože som dostávala nové a nové otázky… napr. čo je PMMA, čo je PEG, prečo existuje toľko rôznych chemických foriem PEG, aké sú ich funkcie, ako sa správajú pri kontakte s pokožkou, v životnom prostredí, či sa tieto chemikálie vôbec rozkladajú, prečo sú niektoré polyméry pod väčším drobnohľadom, iné pod menším…. A tak sme v roku 2021 prišli s dvoma takýmito projektmi… ktoré majú nielen environmentálny vplyv, ale aj veľký spoločenský prínos.

Môžeme nájsť mikroplasty v kozmetike, výrobkoch pre deti a osobnú starostlivosť alebo v čistiacich a pracích prostriedkoch? Akú funkciu tam tieto častice majú, ak vôbec nejakú?

Anja: Mikroplasty (MP) môžu byť v kozmetických výrobkoch prítomné v podobe malých guľôčok pravidelného tvaru nazývaných mikroperly. Môžeme ich nájsť v mydlách, šampónoch, dezodorantoch, zubných pastách, krémoch proti vráskam, hydratačných krémoch, krémoch na holenie, opaľovacích krémoch, pleťových maskách, rúžoch, očných tieňoch, detskej pene do kúpeľa atď.

Mikroperličky najčastejšie plnia funkciu trenia, čistenia a exfoliácie – hovoríme o abrazívnom účinku. Čo to znamená? Abrazívny materiál vďaka svojej tvrdosti obrusuje a obrusuje jemnejšie látky, napr. odstraňuje odumretú pokožku. Podľa údajov napríklad peeling na tvár obsahuje viac ako 300 000 mikroguličiek.

MP však môže pôsobiť aj ako spojivo, regulátor viskozity, emulgátor, antistatické činidlo (napr. v starostlivosti o vlasy), zahusťovadlo, zväčšovač objemu, ako plnivo, na tvorbu/tvarovanie filmu, na povrchovú úpravu, zlepšenie chemickej a mechanickej odolnosti, a riadené uvoľňovanie účinných látok.

Pre ženy je dôležité zdôrazniť estetickú funkciu MP – vizuálne účinky dekoratívnej kozmetiky (napr. púdrov, farbív…), ako sú farebné MP v make-upe, štrukturálne účinky farieb, zvýšený lesk farieb, trblietanie, tieňovanie, efekt „optického rozmazania“ (napr. vrások).

Prečo sú mikroplasty obsiahnuté v kozmetike a iných výrobkoch problematické?

Anja: Jednou z kľúčových vlastností plastov je, že sú prakticky nezničiteľné. To jednoducho znamená, že keď sa dostanú do životného prostredia, môžu sa v ňom hromadiť. Vzhľadom na ich malé rozmery môžu prechádzať cez rôzne bariéry, či už prírodné alebo umelé. Okrem toho majú aj veľmi veľký väzobný povrch. Dnes už niektoré výskumy naznačujú, že mikroplasty môžu byť aj vektorom – nositeľom látok znečisťujúcich životné prostredie.

Skutočné posúdenie úrovne vplyvu mikroplastov nie je možné odhadnúť, pretože množstvo plastových zložiek používaných na celom svete v zložení kozmetických výrobkov a výrobkov osobnej starostlivosti nie je verejne dostupné a môže sa aj líšiť. IUCN (Medzinárodná únia na ochranu prírody) odhaduje, že kozmetika a výrobky osobnej starostlivosti sa podieľajú na primárnych mikroplastoch v oceánoch 2 % (v porovnaní so syntetickými textilnými vláknami a gumovými časticami, ktoré predstavujú viac ako 30 %).

Celosvetovo rastú aj obavy z účinkov mikroplastov v morských aj sladkovodných ekosystémoch. Hlavne z dôvodu malých rozmerov mikroplastov, ktoré sú biologicky dostupné pre organizmy v celom morskom potravinovom reťazci. Konkrétne, vzhľadom na svoju malú veľkosť sú MP pri požití potenciálne biologicky dostupné pre široké spektrum organizmov. Výskum už tiež ukázal, že MP majú negatívny vplyv na zdravie rôznych morských organizmov. Možnosť prenosu cez potravinový reťazec, ako aj biomagnifikácia toxínov v mikroperličkách môžu priamo spôsobiť toxicitu u ľudí pri konzumácii morských plodov.

Existujú nejaké ekologické alternatívy k týmto výrobkom?

Anja: Samozrejme, dnes už poznáme a používame mnohé prírodné alternatívy – drvené orechové alebo mandľové škrupiny, ovos, cukor, jojobové alebo makové semienka, vosky (včelí vosk, vosk z ryžových otrúb, jojobový vosk), morské riasy; prírodný oxid kremičitý (kremeň); íl.

Aké prísne sú zákony týkajúce sa mikroplastov v kozmetických výrobkoch?

Anja: Na úrovni EÚ sa v posledných rokoch rýchlo vyvíjajú právne predpisy týkajúce sa zámerne pridávaných mikroplastov do rôznych výrobkov.

Legislatíva sa však neobmedzuje len na výrobky osobnej starostlivosti a kozmetické výrobky, ale MP sa zámerne pridávajú aj do mnohých iných výrobkov vrátane hnojív, prípravkov na ochranu rastlín, domácich a priemyselných detergentov, čistiacich prostriedkov, farieb… Mikroplasty sa používajú aj ako výplňový materiál športových ihrísk z umelej trávy.

V roku 2019 Európska Chemická Agentúra (ECHA) na žiadosť Európskej komisie predložila návrh na obmedzenie používania zámerne pridávaných častíc mikroplastov v spotrebiteľských alebo profesionálnych výrobkoch. Odhadli, že toto obmedzenie môže výrazne znížiť vnášanie množstva mikroplastov do životného prostredia, čo má neskôr pozitívny vplyv na ekosystémy a ľudské zdravie. Očakáva sa, že tento návrh zabráni uvoľneniu 500 000 ton mikroplastov do 20 rokov od jeho zavedenia.

Očakáva sa, že obmedzenia na úrovni EÚ budú prijaté do konca tohto roka (2022). Z dôvodu obáv o životné prostredie a ľudské zdravie už niekoľko členských štátov EÚ prijalo alebo navrhlo vnútroštátne zákazy zámerného používania mikroplastov v spotrebiteľských výrobkoch (napr. Holandsko, Švédsko, Írsko, Taliansko, Francúzsko). Zákazy sa týkajú najmä používania mikroplastov v kozmetike, ktoré inak pôsobia ako abrazívne a čistiace prostriedky, ktoré sa po použití spláchnu do kanalizácie.

Už v roku 2015 Cosmetics Europe, európske obchodné združenie pre kozmetiku a osobnú starostlivosť, odporučilo svojim členom, aby sa vzdali používania mikroguličiek na čistenie a peeling v kozmetických výrobkoch na oplachovanie a osobnú starostlivosť. Dnes môžeme plne oceniť výsledky tohto odporúčania. Zníženie používania o 97,6 % jednoznačne potvrdzuje účinnosť dobrovoľnej iniciatívy tohto odvetvia.

Ak sa teraz v novom návrhu obmedzenia obmedzíme na výrobky osobnej starostlivosti a kozmetické výrobky…

V najnovšom návrhu na obmedzenie sa píše, že po prijatí dokumentu budú mikroperličky vo výrobkoch na oplachovanie zakázané, pretože odporúčania pre ne sú známe už mnoho rokov a domnievajú sa, že nepotrebujú prechodné obdobie. Zatiaľ čo v prípade výrobkov „na zanechanie“, ktoré neprispievajú v takej miere k environmentálnym problémom, sa predpisuje šesťročné prechodné obdobie, počas ktorého majú výrobcovia možnosť ich výrobok zmeniť (https://ec.europa.eu/transparency/comitology-register/screen/documents/083921/1/consult?lang=en).

Problémom nie sú len polymérové materiály a mikroplasty vo vnútri výrobkov. Plastové obaly sú väčším problémom, však? Je to preto, že napríklad veľká plastová fľaša sa v prírode pomaly rozkladá na menšie a menšie časti, až sa rozloží na mikročastice – mikroplasty. Prečo je aspekt plastových obalov dôležitý aj z hľadiska mikroplastov?

Anja: Ak sa pozrieme na históriu, vývoj a používanie plastov… Podľa združenia Plastics Europe sa väčšina (teda približne 40 %) plastov vyrába na obaly, ale zároveň sa najmenej polovica vyrobených plastov používa na výrobky na jedno použitie – výrobok sa tak môže rýchlo stať odpadom. Prečo je to dôležité z hľadiska mikroplastov… Hromadenie plastov, najmä ak sa dostanú na nekontrolované skládky, znamená časom rozpad a zvetrávanie materiálu a v dôsledku toho vznik/uvoľňovanie sekundárnych MP do životného prostredia.

Na druhej strane si musíme uvedomiť pokrok dosiahnutý v recyklačných procesoch. Konkrétne skupina plastových materiálov, t. j. termoplastov, ktoré sa dajú recyklovať, sa v súčasnosti používa vo viac ako 80 % plastových výrobkov, čo znamená, že možnosti opätovného použitia sú naozaj dobré.

Poznám mobilnú aplikáciu s názvom Beat the microbead, ale napriek tomu, existuje nejaký spôsob, ako môžu bežní spotrebitelia zistiť, či výrobok, ktorý kupujú, obsahuje mikroplasty?

Anja: Áno, viem o kampani Beat the Microbead, ktorá funguje pod záštitou nadácie Plastic Soup Foundation. Je to medzinárodná iniciatíva, ktorá bojuje za odstránenie plastov z kozmetiky a funguje už približne 10 rokov. Ich databáza je vysoko profesionálna a aktuálna, v súlade so všetkými navrhovanými skutočnosťami právnych predpisov EÚ – čo znamená, že je aj spoľahlivá. 

V roku 2021 sme sledovali dynamiku nových výrobkov v ich databáze a zistili sme, že priemerný počet zadaných výrobkov sa v 3-mesačných intervaloch zvýšil o 10 %.

Priemerný používateľ platformy má niekoľko možností – všetky sa týkajú čítania vyhlásení. Každý si môže v online databáze vyhľadať žiadaný alebo požadovaný výrobok, prezrieť si vyhlásenie a porovnať základné zložky s tými, ktoré sú v databáze. Okrem toho možno využiť aj mobilnú aplikáciu, ktorá umožňuje skenovanie výrobku.

Zdá sa mi, že dnes existuje veľa spôsobov, ako zvýšiť povedomie o plastoch v kozmetike.

Čo sú to PEG? Tiež sa považujú za mikroplasty, však? Líšia sa nejako od ostatných mikroplastov?

Anja: PEG je skratka pre polyetylénglykol – syntetický polymér, ktorý vzhľadom na svoju rozpustnosť vo vode nespĺňa kritériá definície mikroplastov a spolu s niektorými inými chemickými formami je vylúčený z navrhovaných obmedzení používania mikroplastov v kozmetike. Dôvod: nemajú rovnakú dlhodobú perzistenciu, a preto neprispievajú k identifikovanému riziku. Používajú sa vo farmaceutickom a kozmetickom priemysle, možno ich nájsť v obaloch, v textíliách…

Presné názvy PEG sa líšia predovšetkým tým, z koľkých základných jednotiek sa polymér skladá, alebo z hľadiska molekulovej hmotnosti (číslo za slovom PEG). PEG s nízkou molekulovou hmotnosťou sú väčšinou bezfarebné kvapaliny, zatiaľ čo tie s vyššou sú voskovité tuhé látky alebo pevné látky. Poznáme aj iné, zložitejšie chemické formy PEG – étery a estery mastných kyselín (oleáty, lauráty, dilauráty, stearáty, distearáty).

Tieto zlúčeniny sa používajú v širokej škále kozmetických aplikácií vďaka ich rozpustnosti a viskozite a nízkej toxicite. Keďže mnohé PEG sú hydrofilné, s výhodou sa používajú ako penetračné zosilňovače, najmä v lokálnych dermatologických prípravkoch.

Existuje nejaký výskum, ktorý by potvrdil škodlivý vplyv PEG-ov na naše zdravie? Aké sú potenciálne riziká?

Anja: PEG a jeho deriváty sú vo všeobecnosti regulované ako bezpečné na použitie v kozmetike s podmienkou, že pred ich použitím v kozmetickom výrobku sa odstránia nečistoty a vedľajšie produkty, ako je etylénoxid a 1,4-dioxán, ktoré sú známe ako karcinogény.

PEG sa používajú v širokej škále kozmetických aplikácií vďaka svojej rozpustnosti a viskozite a nízkej toxicite. Spôsobujú malé alebo žiadne podráždenie očí alebo pokožky a majú mimoriadne nízku akútnu a chronickú toxicitu.

Ťažko prenikajú cez neporušenú pokožku a vzhľadom na široké používanie prípravkov obsahujúcich PEG a derivátov PEG bolo publikovaných len niekoľko prípadov reakcií z precitlivenosti, ktoré sa týkali najmä pacientov vystavených PEG v liekoch alebo po vystavení poškodenej alebo chronicky zapálenej pokožky. Na zdravej koži je precitlivenosť na tieto zlúčeniny zanedbateľná.

Na základe dostupných údajov sa preto dospelo k záveru, že PEG so širokým rozsahom molekulovej hmotnosti (200 až viac ako 10 000), ich étery (lauráty, cetety, cetearety, stearety a olety) a estery mastných kyselín (lauráty, dilauráty, stearáty, distearáty) sú bezpečné na použitie v kozmetike.

Nie sú však k dispozícii všetky údaje o všetkých chemických zložkách (napr. estery mastných kyselín PEG sorbitan/sorbitol, včelí vosk PEG sorbitan a sójové steroly PEG), preto má zmysel postupovať opatrne. Takisto je potrebné byť opatrný a nepoužívať PEG vo všetkých prípravkoch na poškodenú pokožku.

Môžu ich výrobcovia nahradiť použitím „prírodných“ zložiek, ako je Cera alba (včelí vosk), alebo použitím jeho vegánskej alternatívy Cetearyl Olivate – látky získanej z olivového oleja?

Anja: Samozrejme, že môžu. Používanie prírodných alternatív veľmi závisí od výrobcu, pretože v takom prípade musí venovať viac času a zdrojov vývoju, výskumu a testovaniu výrobku. Po odporúčaní stiahnuť mikroperličky výrobcovia nasmerovali vývoj týmto smerom. Poznáme už mnoho úspešných príbehov, medzi ktorými sa najčastejšie vyskytujú škrupinky.

Ako je možné, že hoci je používanie mikroplastov v kozmetike obmedzené, stále ich tam môžeme nájsť?

Anja: Obmedzenia používania MP sú v súčasnosti viazané na jednotlivé krajiny a týkajú sa najmä výroby, dovozu a/alebo predaja výrobkov, najčastejšie „oplachovacích“ výrobkov. Preto je veľmi dôležitý pôvod výrobku, ktorý používame, a možno aj to, aký je starý – viete, niekedy si používatelia uchovávajú niektoré výrobky aj niekoľko rokov. Prečo? Pokyny na bezpečné používanie výrobkov sa môžu v priebehu rokov meniť.

Niektorí výskumníci zdôraznili potenciál špecifických mikroorganizmov rozkladať plastové materiály. Je to skutočne možné? Myslíš si, že v budúcnosti, povedzme o 20 rokov, sa situácia zmení k horšiemu alebo k lepšiemu?

Anja: Existuje niekoľko fyzikálno-chemických procesov degradácie plastov v životnom prostredí – hydrolýza, fotodegradácia (degradácia vplyvom svetla, UV žiarenia), tepelná oxidácia (vysoké T, UV žiarenie), rozklad ozónom (za vzniku reaktívnych zlúčenín kyslíka), mechanicko-chemický rozklad (mechanické namáhanie a žiarenie USA) a biodegradácia. Biodegradovateľnosť znamená, že materiál sa pôsobením mikroorganizmov (a ich enzýmov) rozkladá na bioplyn a biomasu – v našom prípade plastový odpad na CO2, monomérne zložky a produkty s potenciálnou pridanou hodnotou.

Biodegradácia syntetických polymérov je možná v prírodnom prostredí; môže trvať dlho: od 50 do viac ako 100 rokov. Biodegradácia je komplexný proces, ktorý silne závisí od vlastností plastu – hmotnosti, hustoty, štruktúry polyméru, prísad, funkčných skupín… Na degradáciu vplývajú aj faktory prostredia – abiotické faktory ako T, pH, vlhkosť, UV žiarenie a biotické faktory sú napr. extracelulárne enzýmy, živiny, hydrofóbnosť – rozpustnosť vo vode, biologicky aktívny povrch…

Dnes je však už k dispozícii množstvo laboratórnych výskumov, v ktorých boli bakteriálne kmene schopné rozkladať syntetické polyméry, najčastejšie PE.

Budúcnosť je, samozrejme, v bioplastoch, ktoré sú tiež biologicky odbúrateľné – napr. škrob a kyselina polymliečna.

Chceš pridať niečo zaujímavé/dôležité?

Anja: Mikroplasty sú veľmi malé materiály, ktoré sú pre ľudí často neviditeľné/skryté, ale preto nemôžeme tvrdiť, že neexistujú alebo že problémy, ktorým čelíme, sú oveľa menšie.

Authors

  • Anja Bubik, PhD

    Získala doktorát z biochémie a molekulárnej biológie na Lekárskej fakulte Univerzity v Ľubľane. Pracuje ako odborná asistentka a vedecká pracovníčka na Fakulte ochrany životného prostredia, kde sa zaoberá environmentálnymi otázkami súvisiacimi s ľudským zdravím. Ako vedúca laboratória sa stará o zavádzanie nových výskumných a vyučovacích metód a podieľa sa na mnohých aplikovaných a osvetových projektoch.

  • Ing. Žaneta Milošová (Havírová)

    Robí to, čo ju baví - pracuje ako CEO v spoločnosti GreenScan. Vyštudovala VŠB – TUO v Ostrave, kde získala titul Ing. v odbore Environmentálne inžinierstvo. Vždy sa zaujímala o prírodu a veci okolo nej. Miluje hory, lesy a zvieratá, ale zároveň si váži výdobytky modernej doby. Preto sa snaží pomáhať a hľadať rovnováhu medzi prírodou a moderným svetom.

0 komentárov

Odoslať komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená. Vyžadované polia sú označené *