ความเค็มของน้ำช่วยลดความเสี่ยงของแบคทีเรียอันตรายที่เกาะอยู่บนไมโครพลาสติกตั้งแต่น้ำจืดไปจนถึงทะเล

ฉบับที่ 617: การศึกษาแบคทีเรียบนไมโครพลาสติกในแม่น้ำ XNUMX สายในยุโรปแสดงให้เห็นว่าความเค็มทำหน้าที่เป็นสิ่งกีดขวางเพื่อป้องกันไม่ให้เชื้อโรคร้ายแรงเดินทางเป็นระยะทางไกลบนเศษพลาสติก 

ไมโครพลาสติกเป็นปัญหาระดับโลกที่เพิ่มมากขึ้น โดยมีการวิจัยมากมายที่ศึกษาการเคลื่อนย้ายไมโครพลาสติกในสิ่งแวดล้อม ผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อระบบนิเวศและสุขภาพของมนุษย์ ขยะพลาสติกประเภทหนึ่งที่อาจส่งผลต่อสุขภาพได้ก็คือ ไบโอฟิล์ม ซึ่งเป็นชั้นของจุลินทรีย์ที่เกาะอยู่บนพื้นผิว เมื่อพลาสติกลงเอยในแหล่งน้ำ จุลินทรีย์เหล่านี้อาจถูกเคลื่อนย้ายในระยะทางไกล โดยพาเอาชุมชนจุลินทรีย์ใน "พลาสติกสเฟียร์" ไปด้วย  

แม้จะมีข้อกังวลดังกล่าว แต่ยังคงมีช่องว่างในการวิจัยเกี่ยวกับวิธีการเปลี่ยนแปลงของชุมชนจุลินทรีย์นี้เมื่อมีปัจจัยกดดันทางสิ่งแวดล้อม เมื่อเคลื่อนตัวจากน้ำจืดไปสู่ทะเล และระดับที่เชื้อโรคที่อาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์และสัตว์แฝงอยู่บนพลาสติกที่ปนเปื้อนในน้ำ  

นักวิจัยชาวฝรั่งเศสได้ออกเดินทางเป็นเวลา 7 เดือนบนเรือที่ล่องผ่านแม่น้ำสายหลัก 9 สายของยุโรป รวมทั้งแม่น้ำแซนและแม่น้ำไรน์ จากทะเลไปยังจุดเหนือน้ำของเมืองที่มีประชากรหนาแน่นเป็นแห่งแรกในแต่ละแม่น้ำ พวกเขาเก็บตัวอย่างน้ำที่ 4 หรือ 5 จุดตามระดับความเค็มของแม่น้ำ จากนั้นจึงเก็บตัวอย่างย่อยเพื่อวิเคราะห์สารอาหาร อนุภาค และความหลากหลายของแบคทีเรีย พวกเขายังเก็บตัวอย่างไมโครพลาสติกโดยใช้อวนลากตาข่ายพิเศษเพื่อวิเคราะห์เพื่อระบุชนิดพันธุ์ที่มีอยู่ในพลาสติสเฟียร์ ความรุนแรง และความสามารถในการสร้างไบโอฟิล์ม  

เพื่อสำรวจการตั้งถิ่นฐานของแบคทีเรียในไมโครพลาสติกในแหล่งน้ำเดียวกัน หนึ่งเดือนก่อนที่เรือจะมาถึง กลุ่มบนบกได้วางโพลีเอทิลีน โพลีออกซิเมทิลีน และไนลอนที่บริสุทธิ์ไว้ในโครงกรงทรงกระบอกที่ยึดแน่น จากนั้นนักวิทยาศาสตร์บนเรือจึงเก็บกวาดในหนึ่งเดือนต่อมา  

ทีมงานได้สกัดไมโครพลาสติกทั้งหมดในการศึกษาโดยใช้แอลกอฮอล์และคีมฆ่าเชื้อด้วยเปลวไฟก่อนที่จะแช่แข็งในไนโตรเจนเหลวทันทีจนกว่าจะสกัดดีเอ็นเอได้ เพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงของการปนเปื้อน พวกเขาดำเนินการจัดลำดับดีเอ็นเอของแบคทีเรียทั้งหมดที่สุ่มตัวอย่าง และใช้เครื่องสเปกโตรมิเตอร์อินฟราเรดเพื่อวิเคราะห์องค์ประกอบของไมโครพลาสติกที่คัดแยกแล้วซึ่งพวกเขาเก็บกู้มาได้ พวกเขาได้พิจารณาชุมชนแบคทีเรียในแต่ละแม่น้ำแยกกัน โดยให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการตั้งรกรากของสายพันธุ์ที่อาจเป็นอันตราย เช่น สายพันธุ์ที่อาจทำให้เกิดการบานของสาหร่ายพิษ โรคในมนุษย์ และเชื้อรา  

จากการวิเคราะห์ของพวกเขา นักวิทยาศาสตร์พบว่าชุมชนแบคทีเรียบนไมโครพลาสติกมีความแตกต่างอย่างมากเมื่อเปรียบเทียบกับแบคทีเรียที่มีชีวิตอิสระและแบคทีเรียที่เกาะอยู่บนอนุภาคอินทรีย์ในน้ำโดยรอบ  

ข้อมูลของพวกเขายังเปิดเผยชุมชนที่แตกต่างกันบนไมโครพลาสติกในน้ำจืดและทะเล โดยปากแม่น้ำก็แตกต่างกันไป ไมโครพลาสติกในทะเลมีความอุดมสมบูรณ์ ความสม่ำเสมอ และความหลากหลายในชุมชนแบคทีเรียต่ำกว่าไมโครพลาสติกในแม่น้ำอย่างเห็นได้ชัด พวกเขาระบุสกุลของเชื้อโรคที่มีศักยภาพ แอโรโมนาส, แอซิโดโวแร็กซ์, อาร์โคแบคเตอร์ ที่ Prevotella ในตัวอย่างน้ำจืดแต่ไม่ใช่ในทะเล ในขณะที่ Vibrio¹ เป็นเชื้อก่อโรคที่สำคัญที่สุดในทะเล ไม่พบการแพร่กระจายเชื้อระหว่างทั้งสอง  

หลักฐานนี้เน้นย้ำถึงสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์อธิบายว่าเป็น “แรงกดดันการคัดเลือกที่รุนแรงซึ่งเกิดขึ้นระหว่างสภาพแวดล้อมน้ำจืดและน้ำทะเล” ซึ่งแสดงถึงข้อจำกัดในการแพร่กระจายของจุลินทรีย์จากน้ำจืดสู่ทะเลซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของพลาสติสเฟียร์  

ความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นจากแบคทีเรียที่เดินทางบนไมโครพลาสติกได้รับการเน้นย้ำโดยทีมที่บันทึกเชื้อโรค เชวาเนลลา ปูเตเรแฟเชียนส์ เกี่ยวกับไมโครพลาสติกเป็นครั้งแรก โดยเฉพาะในน้ำแม่น้ำ แม้ว่าจะพบได้น้อย S. เน่าเปื่อย สามารถแพร่เชื้อสู่คนได้ ทำให้เกิดโรคในลำไส้ ผิวหนัง และเนื้อเยื่ออ่อน อย่างไรก็ตาม อุปสรรคความเค็มที่ระบุในการศึกษาวิจัยชี้ให้เห็นว่าโอกาสที่เชื้อโรคดังกล่าวจะเดินทางจากแม่น้ำสู่ทะเลมีน้อย  

วิธีการที่ใช้ในการศึกษาสามารถกู้คืนไมโครพลาสติกที่คาดว่าจะพบในลำน้ำได้ โดยโพลีเอทิลีนเป็นองค์ประกอบหลัก คิดเป็น 45% ของปริมาณที่พบ และโพลีโพรพิลีนเป็นองค์ประกอบรองลงมาที่ 12% นักวิจัยพบว่าองค์ประกอบทางเคมีของพอลิเมอร์ไม่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อชุมชนพลาสติกสเฟียร์ แม้ว่างานวิจัยก่อนหน้านี้จะแนะนำถึงความเชื่อมโยง²นักวิจัยแนะนำว่าอาจเป็นเพราะการศึกษาวิจัยที่เน้นไปที่การตั้งอาณานิคมในระยะยาว แทนที่จะสุ่มตัวอย่างจากสิ่งแวดล้อมโดยตรง  

ปัญหาของไมโครพลาสติกในฐานะแหล่งที่อยู่อาศัยเพิ่มเติมและพาหะของการแพร่กระจายเชื้อโรคเป็นปัญหาสำคัญระดับโลก สหภาพยุโรปกำลังจัดการกับมลภาวะจากพลาสติกและไมโครพลาสติกในนโยบายด้านสิ่งแวดล้อม เคมี และภาคส่วนต่างๆ รวมถึงการขึ้นทะเบียน การประเมิน การอนุญาต และการจำกัดสารเคมี (REACH) ในส่วนของไมโครอนุภาคของพอลิเมอร์สังเคราะห์ กรอบยุทธศาสตร์ทางทะเล Directive และ Directive กรอบน้ำเขตอำนาจศาลของฝ่ายหลังเหนือแหล่งน้ำผิวดิน ทั้งในแผ่นดินและในเขตเปลี่ยนผ่าน หมายความว่างานใหม่นี้ให้ความรู้ที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับไบโอฟิล์มและความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น 

การศึกษาครั้งนี้ช่วยเติมเต็มช่องว่างของความรู้ในงานวิจัยเกี่ยวกับชุมชนจุลินทรีย์บนไมโครพลาสติกซึ่งยังจำกัดและกระจัดกระจายอยู่ โดยพิจารณาจากตำแหน่งเชิงพื้นที่ต่างๆ การวิจัยเพิ่มเติมที่มองไปไกลกว่าแบคทีเรีย เช่น กลุ่มไวรัสและสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว รวมถึงการสำรวจการเปลี่ยนแปลงที่ขึ้นอยู่กับกระแสน้ำ จะช่วยให้กำหนดนโยบายในอนาคตเกี่ยวกับมลพิษจากพลาสติก คุณภาพน้ำ และสุขภาพได้ดียิ่งขึ้น  

หมายเหตุ :  

1. สกุลที่ทนต่อน้ำเค็มนี้รวมถึงชนิด Vibrio cholerae – ซึ่งทำให้เกิดโรคอหิวาตกโรค – และ ก. พาราฮีโมไลติคัส – ซึ่งอาจทำให้เกิดโรคกระเพาะลำไส้อักเสบได้ 

2. ตัวอย่างเช่น: Pinto M, Langer TM, Hüffer T, Hofmann T, Herndl GJ (2019) องค์ประกอบของชุมชนแบคทีเรียที่เกี่ยวข้องกับไบโอฟิล์มพลาสติกแตกต่างกันระหว่างพอลิเมอร์และขั้นตอนต่างๆ ของลำดับไบโอฟิล์ม PLoS ONE 14(6): e0217165 

แบ่งปันบทความนี้: