Microplastics in de Lucht Dringen Door in Plantbladeren, Wat Milieu-zorgen Verhoogt

Onderzoek naar Microplastics in Plantbladeren

Onderzoekers van de Nankai Universiteit hebben ontdekt dat plantbladeren microplastics (MPs) rechtstreeks uit de atmosfeer kunnen absorberen, wat leidt tot een wijdverspreide aanwezigheid van plastic polymeren in de vegetatie. Concentraties van polyethylene terephthalate (PET) en polystyreen (PS) werden aangetroffen in bladeren die zijn verzameld uit verschillende omgevingen, waaronder stedelijke gebieden en landbouwlocaties. Deze studie is gepubliceerd in het tijdschrift Nature.

De onderzoekers voerden veldonderzoek en laboratoriumsimulaties uit om de ophoping van plastic in plantbladeren te kwantificeren. Het absorberen van bladeren werd bevestigd als een significante route voor de ophoping van plastic in planten, met bewijs van translocatie naar vasculaire weefsels en opslag in gespecialiseerde structuren zoals trichomen.

MPs zijn aangetroffen in verschillende terrestrische omgevingen, waaronder bodem, water en lucht. Laboratoriumstudies hebben aangetoond dat plantwortels MPs kunnen absorberen, met submicrometer- en nanometer-grote deeltjes van PS en polymethylmethacrylaat die omhoog worden getransporteerd vanuit de wortels van Triticum aestivum, Lactuca sativa, en Arabidopsis thaliana. Wortelopname via het apoplastische pad is waargenomen, maar de translocatie naar scheuten verloopt langzaam.

In stedelijke gebieden zoals Parijs, Shanghai, Zuid-Californië en Londen zijn airborne MPs gemeten in concentraties variërend van 0,4 tot 2.502 deeltjes per kubieke meter. Laboratoriumexperimenten toonden de foliaire absorptie aan van nanodeeltjes zoals Ag, CuO, TiO2 en CeO2.

Plastic deeltjes blijken zich op plantoppervlakken af te zetten, en sommige studies hebben interne ophoping gerapporteerd na blootstelling aan hoge niveaus van commerciële PS-modellen. Een eerdere studie in Southport, Australië, meldde de aanwezigheid van acryldeeltjes in de bladeren van Chirita sinensis, maar kwantificeerde deze niet of bracht de bevindingen niet in verband met atmosferische niveaus. Een onderzoek in Lissabon ontdekte verdachte MPs in stedelijk geteelde sla, maar kon plastic deeltjes niet betrouwbaar onderscheiden of mogelijke contaminatie tijdens de monsterverwerking uitsluiten.

Monstername werd uitgevoerd op vier locaties in Tianjin, China: een Dacron-fabriek, een openbaar park, een stortplaats en een universiteitscampus. Aanvullende experimenten stelden maïs (Zea mays L.) bloot aan atmosferisch stof dat MPs bevatte onder gecontroleerde omstandigheden. Alle plantbladeren werden gewassen met gefilterd gedestilleerd water en ethanol om oppervlakteverontreinigingen te verwijderen voordat ze werden geanalyseerd.

Plastic niveaus in bladeren verzameld nabij de Dacron-fabriek en de stortplaats waren tot twee ordes van grootte hoger dan die op de universiteitscampus. Op de meest vervuilde locaties bereikten concentraties van PET tienduizenden nanogram per gram droge bladgewicht. PS-niveaus volgden een vergelijkbaar patroon, met de hoogste waarden aangetroffen in bladeren van de stortplaats.

PET en PS werden ook aangetroffen in negen bladgroenten, waarbij openluchtgewassen hogere niveaus vertoonden dan kassenproducten. Nano-grootte PET en PS werden visueel bevestigd in plantweefsel. Oudere bladeren en buitenste bladeren van groenten accumuleerden meer plastic dan nieuw gegroeide of binnenste bladeren, wat wijst op een opeenhoping in de loop van de tijd.

Laboratoriumblootstelling van maïs aan plastic-vervuild stof resulteerde in meetbare PET-absorptie in bladweefsel na slechts één dag. PET werd niet gedetecteerd in wortels of stelen onder vergelijkbare blootstellingscondities. Fluorescente en europium-gelabelde deeltjes maakten visualisatie van stomatale opname en daaropvolgende migratie door het apoplastische pad mogelijk.

Abscisinezuur werd toegepast op maïswortels om stomatale sluiting chemisch te induceren. Planten die blootgesteld waren aan stof met PET MPs onder deze omstandigheden toonden aanzienlijk lagere absorptie in bladweefsel, wat bevestigt dat open stomata cruciaal zijn voor foliaire opname van airborne MPs.

Plastic deeltjes die door bladeren worden geabsorbeerd, accumuleren in meetbare hoeveelheden over verschillende soorten en locaties. Airborne PET en PS kwamen de bladeren binnen via stomata en bewogen zich langs interne paden naar vasculaire weefsels en trichomen. De concentraties namen toe met de blootstellingstijd, omgevingsniveaus en bladleeftijd. Veldmetingen toonden aan dat de plastic accumulatie in bovengrondse plantendelen groter is dan wat typisch via de wortels wordt geabsorbeerd.

De wijdverspreide detectie van plastic polymeren en fragmenten in eetbare plantendelen bevestigt atmosferische blootstelling als een significante toegangsroutes tot vegetatie. Aangezien bladeren functioneren als een primaire bron in terrestrische voedselketens, suggereert de aanwezigheid van geaccumuleerde MPs de mogelijkheid van blootstelling aan meerdere lagen van het ecosysteem.

Toekomstig onderzoek is nodig om de ecologische en gezondheidsrisico’s te beoordelen die gepaard gaan met de aanwezigheid van MPs in plantbladeren en geaccumuleerde plastic deeltjes in plantenetende dieren, insecten, micro-organismen en mensen.