میکروپلاستیک ها هنگام حرکت در رودخانه ها و سواحل، مجموعهای گسترده از میکروب ها را بر سطح خود جمع میکنند. بسیاری از افراد هنوز آنها را تکههای کوچک و بیخطر میدانند، اما پژوهشهای علمی نشان میدهند که این ذرات حامل تهدیدهای بسیار عمیقتر هستند.
مطالعهای تازه درک جدیدی درباره نقش میکروپلاستیک ها در شکلدهی حیات میکروبی، از فاضلاب بیمارستانی تا آبهای آزاد ارائه میدهد. یافتههایی که پیامدهای نگرانکنندهای برای سلامت انسان و محیط زیست دارند.
انتقال مواد شیمیایی توسط میکروپلاستیک ها
میکروپلاستیک ها در اکثر زیستبومها یافت میشوند. این ذرات تنها طی چند ساعت باکتریها را جذب میکنند و لایههای زیستی متراکمی میسازند که «پلاستیاسفر» نام دارد. این زیستلایهها حامل میکروبهای بیماریزا و گونههای مقاوم به دارو هستند.
طبق نتایج این مطالعه، میکروپلاستیک ها مقاومت میکروبی را تقویت میکنند، زیرا سطحی پایدار برای رشد زیستلایهها فراهم میکنند، فرصت تبادل ژنی را افزایش میدهند و مواد شیمیایی جذبشدهای را حمل میکنند که فعالیت میکروبی را تغییر میدهند.
پژوهشگران توضیح میدهند که میکروپلاستیک ها میتوانند آنتیبیوتیک ها، فلزات سنگین، انواع آلایندهها و ترکیبات سمی را در ساختار خود نگه دارند. این مواد حبسشده ممکن است باکتریها را به سمت کسب مقاومت سوق دهند.
این ذرات به دلیل تجزیه آهسته، مسافتهای طولانی را طی میکنند. بنابراین زیستلایهها فرصت رشد، تغییر و جابهجایی گسترده پیدا میکنند.
بررسی محیطهای واقعی
دانشمندان برای مطالعه فرآیند کلونسازی طبیعی، ساختاری شناور طراحی کردند که پنج نوع ماده مختلف را در خود جای میداد. این مواد شامل بایوبیدها، نردلها، پلیاستایرن، چوب و شیشه بودند.
این ساختارها در امتداد یک گرادیان آلودگی، از خروجی مستقیم فاضلاب بیمارستانی تا آبهای ساحلی قرار گرفتند. این طراحی به پژوهشگران امکان داد تا واکنش واقعی میکروارگانیسمها را در محیط طبیعی بررسی کنند، نه در کیسهها یا محفظههایی که رفتار زیستلایهها را تغییر میدهند.
پس از دو ماه، تیم پژوهش DNA هر زیستلایه را تحلیل کرد. همچنین جوامع میکروبی آزاد در آب بررسی شدند و پارامترهایی مانند pH و دما اندازهگیری شد.
تغییر الگوهای خطر میکروبی
پژوهشگران هزاران گونه میکروبی را در تمام نمونهها شناسایی کردند. نتایج نشان داد موقعیت جغرافیایی بسیار تأثیرگذارتر از جنس ماده است.
فاضلاب بیمارستانی بیشترین تراکم باکتری را داشت اما کمترین تنوع میکروبی را نشان میداد. در مقابل، نمونههای پاییندست و دریایی از تنوع بالاتر اما تراکم کمتر برخوردار بودند.
پاتوژنها در تمام مواد دیده شدند، اما الگوهای حضور آنها تغییر میکرد. برخی گروهها در مسیر پاییندست کاهش یافتند، اما برخی دیگر در زیستلایهها افزایش یافتند. این گروهها شامل Flavobacteriia، Fusobacteriia، Mollicutes و Sphingobacteriia هستند.
بسیاری از اعضای این دستهها بیماریزا هستند و نسبت به چندین کلاس آنتیبیوتیک مقاومت دارند. افزایش آنها در نزدیکی مناطق پرورش آبزیان، نگرانیها درباره ایمنی غذاهای دریایی را افزایش میدهد.
گروههایی از جنس Vibrio نیز مشاهده شد که برای سلامت انسان و صدفها خطرناک هستند. برخی از آنها در آبهای پاییندست نسبت به محل اولیه فاضلاب فراوانی بیشتری داشتند، بنابراین میکروپلاستیک ها احتمالاً به پراکندگی و تکثیر این میکروبها کمک میکنند.
افزایش ژنهای مقاومت آنتیبیوتیکی
این مطالعه همچنین تمرکز ویژهای بر ژنهای مقاومت دارویی داشت. میکروپلاستیک ها بیش از ۱۰۰ توالی ژنی منحصر بهفرد حمل میکردند، رقمی بسیار بالاتر از چوب، شیشه یا جوامع میکروبی آزاد.
طبق تحلیل تیم پژوهش، میکروپلاستیک ها انتقال ژن افقی را تسریع میکنند، زیرا زیستلایهها محیطی متراکم و نزدیک فراهم میکنند. پلاستیک همچنین آنتیبیوتیک ها را جذب میکند و «نقاط داغ» ایجاد میکند که میتواند رشد سویههای مقاوم را تقویت کند.
نکته نگرانکننده اینکه فراوانی ژنهای مقاومت در پاییندست نهتنها کاهش نیافت، بلکه در برخی موارد افزایش داشت. ژنهای مرتبط با آمینوگلیکوزیدها، تتراسایکلینها، اگزازولیدینونها و سایر کلاسها در آبهای پاییندست و ساحلی سطح بالاتری پیدا کردند.
محققان معتقدند مواد حاصل از کشاورزی، بقایای آنتیبیوتیک ها و آلایندههای جذبشده این روند را تقویت میکنند. پلیاستایرن و نردلها بیشترین سطح ژنهای مقاوم را داشتند، زیرا سطح آنها زیستلایههای قویتری ایجاد میکند و آنتیبیوتیک ها را مؤثرتر جذب میکند.
اقدامات ضروری
“Following the recent concerning release of sewage bio-beads in Sussex, this timely study highlights the pathogenic and AMR risk posed by microplastic substrates littering our ocean and coasts.”
دکتر امیلی استیونسون، نویسنده اصلی پژوهش، تأکید میکند که شناسایی مواد پرخطر میتواند به بهبود پایش یا حتی حذف تدریجی آنها کمک کند.
روش پژوهش بر محیطهای واقعی بنا شد. هدف این بود که رفتار میکروبها در مواجهه مستقیم با تغییرات pH، آلودگی و جریان طبیعی سنجیده شود. این رویکرد الگوهایی را آشکار کرد که در مطالعات کنترلشده دیده نمیشدند.
وی توضیح میدهد که ساختار طراحیشده برای انکوباسیون، سوگیری ناشی از رشد زیستلایهها در محفظههای بسته را کاهش داده است.
پژوهش نشان میدهد که حتی آبهای سطحی با آلودگی کمتر نیز میتوانند جوامع حاوی مقادیر بالای AMR داشته باشند.
نگرانیهای رو به رشد درباره میکروپلاستیک ها
با گسترش مطالعه از بیمارستان تا رودخانه و آبهای ساحلی، نگرانیها درباره سلامت داوطلبان و حیاتوحش افزایش یافت.
پروفسور پنی لیندیک از دانشگاه اکستر توصیه میکند که داوطلبان پاکسازی ساحل، هنگام جمعآوری پلاستیکها حتماً از دستکش استفاده کنند و پس از آن دستها را شستوشو دهند.
به گفته او، ذرات پلاستیک حاملهایی پایدار هستند که مسافتهای طولانی را طی میکنند و میکروبهای خطرناک را محافظت میکنند.
گسترش مقاومت ضد میکروبی
این پژوهش نشان میدهد که میکروپلاستیک ها ناقلان مؤثر باکتریهای بیماریزا و مقاوم به آنتیبیوتیک هستند. این پدیده تهدیدی فزاینده برای سلامت انسان و اکوسیستمها به شمار میرود.
پژوهشگران تأکید میکنند که مسیر انتقال «از منبع تا دریا» تحت تأثیر فاضلاب بیمارستانی و خانگی است و باکتریهای مقاوم تقریباً بر تمام سطوح کلونیزه میشوند.
گامهایی برای محافظت
مطالعه خواستار پایش دقیقتر میکروپلاستیک ها و تعامل آنها با آنتیبیوتیک ها، فلزات و سایر آلایندهها است.
پژوهش همچنین ضرورت کاهش آلودگی میکروپلاستیک ها و بهبود مدیریت پسماند را برجسته میکند. داوطلبان و پژوهشگران باید هنگام برخورد با زبالههای پلاستیکی دقت کافی داشته باشند و همیشه از دستکش استفاده کنند.
با حرکت میکروپلاستیک ها در زیستبومهای طبیعی، زیستلایههای آنها نیز به همراهشان جابهجا میشوند. درک این جابهجاییها برای حفاظت از اکوسیستمها، زنجیره غذایی و سلامت انسان ضروری است.
این پژوهش در مجله Environment International منتشر شده است.
اگر به موضوع آلودگی میکروپلاستیک ها و سلامت محیطزیست علاقهمند هستید مقالههای مرتبط را بخوانید یا دیدگاه خود را در بخش نظرات ثبت کنید.
