Vandsalinitet reducerer risikoen for, at skadelige bakterier rider på mikroplastik fra ferskvand til havet

Problem 617: En undersøgelse af bakterier på mikroplast i ni europæiske floder viser, at saltindhold fungerer som en barriere, der forhindrer alvorlige patogener i at rejse over lange afstande på plastaffald. 

Mikroplast er en voksende global bekymring, og der forskes meget i dens transport i miljøet og potentielle effekter på økosystemer og menneskers sundhed. Et aspekt af plastaffald, der kan have sundhedsmæssige konsekvenser, er tilstedeværelsen af ​​biofilm – et lag af mikroorganismer, der samler sig på overfladen. Når plastik ender i vandmasser, kan det transporteres over store afstande og tage sit 'plastisfære'-samfund af mikrober med sig.  

Trods sådanne bekymringer er der fortsat forskningshuller omkring, hvordan dette mikrobielle samfund ændrer sig med miljømæssige stressfaktorer, når det bevæger sig gennem ferskvand til havet, og i hvilket omfang patogener, der potentielt er skadelige for menneskers og dyrs sundhed, opbevares i vandbåren plastik.  

Franske forskere begav sig ud på en syv måneder lang mission på en båd, der krydsede ni store europæiske floder, herunder Seinen og Rhinen, fra havet til et punkt opstrøms for den første tætbefolkede by ved hver flod. De udtog vandprøver på fire eller fem punkter langs en saltgradient på floderne og udtog derefter delprøver for at analysere næringsstoffer, partikler og bakteriediversitet. De indsamlede også mikroplast ved hjælp af et specielt nettrawl og analyserede disse for at identificere de arter, der er til stede i plastisfæren, deres virulens og evne til at danne biofilm.  

For at undersøge den bakterielle kolonisering af mikroplast i de samme farvande, placerede en landbaseret gruppe en måned før bådens ankomst uberørt polyethylen-, polyoxymethylen- og nylonnet i sikrede cylindriske burstrukturer, som forskerne på båden derefter indsamlede en måned senere.  

Holdet udtog alle mikroplastikprøver i studiet ved hjælp af alkohol og flammesteriliserede pincetter, inden de straks nedfrysede dem i flydende nitrogen indtil DNA-ekstraktion for at undgå risikoen for kontaminering. De udførte DNA-sekventering af alle de udtagne bakterier og brugte et infrarødt spektrometer til at analysere sammensætningen af ​​de sorterede mikroplastikprøver, de udfandt. De undersøgte bakteriesamfund i hver flod separat med særlig vægt på koloniseringen af ​​potentielt skadelige arter, såsom dem, der kan forårsage giftige algeopblomstringer, sygdom hos mennesker og svampe.  

Ud fra deres analyser fandt forskerne, at bakteriesamfund på mikroplastik var meget forskellige sammenlignet med fritlevende bakterier og dem, der er bundet til organiske partikler i det omgivende vand.  

Afgørende er det, at deres data også afdækkede forskellige samfund af mikroplast i ferskvand og hav, hvor flodmundinger adskilte sig fra begge. Marine mikroplaster havde betydeligt lavere rigdom, jævnhed og diversitet i deres bakteriesamfund end dem fra floder. De identificerede de potentielle patogenslægter. Aeromonas, Acidovorax, Arcobacter og Prevotella i ferskvandsprøver, men ikke i havet; mens Vibrio¹ var den dominerende patogen i havet. De fandt ingen patogenoverførsel mellem de to.  

Disse beviser fremhævede, hvad forskerne beskrev som et "stærkt selektivt pres mellem ferskvands- og havmiljøer", der repræsenterer en grænse for spredningen af ​​mikroorganismer fra ferskvand til havet som en del af plastisfæren.  

De potentielle risici ved bakterier, der rejser på mikroplastik, blev understreget af holdet, der registrerede patogenet. Shewanella putrefaciens på mikroplastik for første gang, udelukkende i flodvand. Selvom det er sjældent, S. putrefaciens kan inficere mennesker og forårsage tarm-, hud- og bløddelssygdomme. Den saltholdighedsbarriere, der blev identificeret i undersøgelsen, tyder dog på, at risikoen for, at sådanne patogener rejser fra floder til havet, er lav.  

De anvendte metoder i undersøgelsen udvandede mikroplastik, som typisk ville være forventet i vandløb, med polyethylen som den dominerende komponent, der tegnede sig for 45 % af det fundne, og polypropylen som den næstmest udvundne komponent med 12 %. Forskerne fandt, at den kemiske sammensætning af polymerer ikke signifikant påvirkede plastisfæresamfundet, selvom tidligere arbejde har antydet en sammenhæng.²Forskerne antydede, at dette kan skyldes, at disse studier ser på langsigtet kolonisering i stedet for at tage prøver direkte fra miljøet.  

Problemet med mikroplast som et yderligere habitat og vektor for patogenoverførsel er et globalt problem af betydning. Den Europæiske Union tackler plast- og mikroplastforurening i forskellige miljø-, kemiske og sektorpolitikker, herunder registrering, evaluering, godkendelse og begrænsning af kemikalier (REACH) for så vidt angår syntetiske polymermikropartikler, Direktiv havstrategirammedirektivet og Direktiv vandrammedirektivetSidstnævntes jurisdiktion over overfladevande, både indlands og i overgangszoner, betyder, at det nye arbejde giver relevant viden om biofilm og deres potentielle risici. 

Undersøgelsen udfylder videnshuller i den hidtil begrænsede og fragmenterede forskning i mikrobielle samfund på mikroplast, med forskellige geografiske placeringer i betragtning. Yderligere forskning, der ser ud over bakterier, på grupper som vira og encellede organismer, samt undersøgelser af tidevandsafhængige ændringer, vil bidrage til yderligere at informere fremtidig politik vedrørende plastforurening, vandkvalitet og sundhed.  

Noter 

1. Denne saltvandstolerante slægt omfatter arten Vibrio cholerae – som forårsager kolera – og V. parahaemolyticus – hvilket kan forårsage gastroenteritis. 

2. For eksempel: Pinto M, Langer TM, Hüffer T, Hofmann T, Herndl GJ. (2019) Sammensætningen af ​​bakteriesamfund forbundet med plastiske biofilm varierer mellem forskellige polymerer og stadier af biofilmsuccession. PLoS ONE 14(6): e0217165. 

Del denne artikel: