Wanneer zonnebrandcrème plastic ontmoet: Een nieuw ontdekt gevaar voor mariene ecosystemen
Onderzoek van de Universiteit van Stirling onthult dat een veelvoorkomende chemische stof in zonnebrandcrème de afbraak van plastic in de oceanen zou kunnen vertragen.
De chemische stof ethylhexyl methoxycinnamaat, beter bekend als EHMC, kan de afbraak van weggegooid plastic in onze zeeën vertragen en helpt mogelijk biofilm-bacteriën te gedijen, die beter bestand zijn tegen ongunstige omstandigheden. Dit onderzoek, geleid door Dr. Sabine Matallana-Surget, is de eerste die zich richt op co-vervuiling, waarbij plastic in de zee fungeert als drager voor andere chemische verontreinigende stoffen, waaronder UV-filters uit zonnebrandcrème.
Dr. Matallana-Surget, verbonden aan de Faculteit Natuurwetenschappen, doet een beroep op beleidsmakers om dringend actie te ondernemen tegen wat zij de onzichtbare bedreiging van zonnebrandcrème noemt. “Deze veranderingen zijn van belang. Door aerobe bacteriën die helpen bij de afbraak van plastic te onderdrukken en die te selecteren die de biofilm stabiliseren of versterken, zouden UV-filters de levensduur van plastics in de oceaan verlengen, waardoor ze resistenter worden tegen afbraak door zonlicht of microben,” zei ze.
Ze benadrukte dat er dringend gerichte onderzoeken en beleidsinterventies nodig zijn om deze samengestelde ecologische bedreigingen te beperken.
Plastic afval in de oceaan biedt een nieuw oppervlak waar microben kunnen groeien, wat leidt tot de vorming van slijmerige lagen die de plastisphere worden genoemd. Naast het vormen van de plastisphere absorberen plastics ook andere verontreinigende stoffen, zoals zonnebrandcrèmes die van menselijke huid worden gewassen en niet oplosbaar zijn in water.
Zonnebrandcrèmes zijn, net als olie, hydrofoob, wat betekent dat ze niet oplossen in water. Dit vormt een gecombineerde bedreiging, omdat ze zich op plastics kunnen ophopen en in het milieu kunnen blijven. Wetenschappers hebben eerder de rol van de plastisphere bestudeerd, maar er is weinig bekend over hoe aanvullende chemicaliën zoals EHMC de microben op het plastic beïnvloeden.
De nieuwe studie, getiteld “De onzichtbare bedreigingen van zonnebrandcrème als co-verontreinigende stof voor plastic: impact van een veelvoorkomende organische UV-filter op biofilmvorming en metabolische functie in de opkomende mariene plastisphere,” gepubliceerd in het Journal of Hazardous Materials, toont aan dat wanneer plastics co-verontreinigd zijn met EHMC, niet alleen de bacteriën die verontreinigingen afbreken, zoals Marinomonas, afnemen, maar dat bacteriën zoals Pseudomonas meer eiwitten ontwikkelen die biofilms stabiliseren en hun overlevingsvermogen verbeteren.
Pseudomonas omvat soorten die bekend staan om hun veerkracht in vervuilde omgevingen en hun vermogen om een breed scala aan verontreinigende stoffen, waaronder pesticiden, zware metalen en koolwaterstoffen, af te breken. Sommige Pseudomonas-stammen worden echter ook geclassificeerd als opportunistische pathogenen, die ernstige infecties kunnen veroorzaken die antibiotische behandeling vereisen, wat mogelijke gezondheidszorgproblemen oproept die verder onderzocht moeten worden.
Een belangrijke bevinding van de studie is het veel hogere niveau van een eiwit genaamd outer membrane porin F (OprF) in Pseudomonas dat aan EHMC werd blootgesteld. Dit eiwit speelt een cruciale rol bij het behoud van de structuur van biofilms, beschermende lagen die bacteriën helpen overleven in vijandige omgevingen.
Onderzoekers observeerden ook een verschuiving naar anaerobe ademhaling, waarbij cellen energie kunnen genereren in afwezigheid van zuurstof, wat wijst op een complete verschuiving in het microbieel metabolisme binnen de plastisphere. Het onderzoek toont aan dat EHMC de ontwikkeling van nuttige aerobe bacteriën die helpen bij het afbreken van plasticverontreinigingen in een vroeg stadium kan hinderen, door bacteriën te bevoordelen die meer stressbestendig zijn en biofilms vormen.
Dr. Matallana-Surget voegde toe: “De UV-beschermende eigenschappen van EHMC, gecombineerd met de onderdrukking van hydrocarbonoclastic bacteriën, kunnen indirect plastics beschermen tegen fotodegradatie en biodegradatie, wat verder bijdraagt aan hun persistentie in mariene omgevingen. Deze impact, in combinatie met de verrijking van mogelijk pathogene bacteriën, roept aanzienlijke zorgen op voor de stabiliteit van ecosystemen en de volksgezondheid, vooral in kustgebieden met hoge toeristenstromen en hoge niveaus van plasticvervuiling.”
Dr. Matallana-Surget leidde het onderzoek in samenwerking met Dr. Charlotte Lee, die het kern-experimentele werk uitvoerde, en Dr. Lauren Messer aan de Universiteit van Stirling, naast Professor Ruddy Wattiez aan de Universiteit van Mons in België. Het project, voortgekomen uit het oorspronkelijke idee van Dr. Matallana-Surget om het opkomende probleem van dubbele vervuiling te onderzoeken, bouwt voort op 15 jaar gezamenlijke inspanningen tussen de teams in Stirling en Mons.
Het bouwt voort op eerder onderzoek van Dr. Matallana-Surget dat de cruciale rollen van bacteriën die op plasticafval leven, onthulde. Dr. Matallana-Surget heeft ook een studie gepubliceerd waarin de impact van de olielekkage van Deepwater Horizon op microscopische zeewaterbacteriën wordt beoordeeld die een belangrijke rol spelen in de werking van ecosystemen.
