Οι βαφές και τα μικροπλαστικά

Μικροσωματίδια από βαφές είναι μέρος του ολοένα αυξανόμενου φαινομένου της ρύπανσης με μικροπλαστικά (microplastics ή MPs στη διεθνή βιβλιογραφία). Τα MPs περιέχουν πολυουρεθάνες, πολυεστέρες, πολυακρυλικά, πολυστυρένια, αλκύλια και εποξείδια. Αυτά τα μικροσωματίδια προέρχονται από αντιρυπαντικές βαφές που χρησιμοποιούνται σε εμπορικά πλοία. Από τα μικροσωματίδια των βαφών εκλύονται βαρέα μέταλλα και άλλες ενώσεις με βιοκτόνο δράση.

Το πρόβλημα των MPs φαίνεται στο παρακάτω σχήμα με το μπλε εμβαδόν και πώς αυξάνεται εκθετικά τα τελευταία 20 χρόνια.

Η παραγωγή πλαστικών και οι εκλύσεις διοξειδίου του άνθρακα από το 1950 ως σήμερα 

Σύμφωνα με μια έρευνα του 2019, αυτή την στιγμή στις θάλασσές μας υπάρχουν πάνω από 100 εκατομμύρια μακροπλαστικών και 51 τρισεκατομμύρια σωματίδια (<5mm) MPs.

Μη υδατοδιαλυτές μπογιές μπορούν να θεωρηθούν ως πλαστικά, αφού το κύριο συστατικό τους είναι πολυμερή και συμπολυμερή όπως αλκύλια, εποξείδια και πολυεστέρες. Η διεθνής ένωση για την προστασία της φύσης (International Union for the Conservation of Nature, IUCN) έχει αποδεχθεί το 2019 ότι οι μπογιές από πλοία (scrapings και coatings) όπως και αντιρυπαντικά συστήματα (anti-fouling systems) είναι εν δυνάμει πηγές μικροπλαστικών.

Σε μια μελέτη του 2020 βρέθηκε σε 40 δείγματα ωκεανών ότι τα MPs προέρχονται στην πλειοψηφία τους από βαφές πλοίων. Στην Ανταρκτική, βρέθηκε ότι τα MPs από βαφές είναι 30 φορές πιο πολλά από άλλα πλαστικά σωματίδια! Οι ερευνητές βρήκαν ότι τα μικροσωματίδια από βαφές μεταξύ 0,3 και 23 mm περιείχαν πολυουρεθάνιο.
Σε άλλα σημεία του πλανήτη μας βρέθηκε ότι το 19% των MPs στη Βαλτική, μεταξύ 12 και 23% στην Μεσόγειο και 12%  στα νησιά του τροπικού νότιου Ατλαντικού αποτελούνταν από μικροσωματίδια βαφών. 

Τα μικροσωματίδια των βαφών και το υδατικό περιβάλλον

Υπάρχει εκτενής έρευνα σχετικά με την βιοκορώνα (biocorona) και την σφαίρα των πλαστικών (plastisphere) δηλαδή τις στιβάδες των μικροβιακών κυττάρων που απορροφούνται γρήγορα από τα MPs όταν τα τελευταία βρεθούν σε υδατικό περιβάλλον. 

Περίπου 95% των εμπορικών πλοίων σήμερα βάφονται με αντιρυπαντικά χρώματα (antifouling paints) που περιέχουν αντιρυπαντικές ενώσεις. Τα MPs από τα αντιρυπαντικά χρώματα είναι μια πηγή τοξικών ενώσεων για το υδάτινο περιβάλλον.

Οι βαφές στα πλοία και στις ναυτικές συσκευές περιέχουν βαρέα μέταλλα όπως χαλκό (Cu), ψευδάργυρο (Zn) και μόλυβδο (Pb) που σκοτώνουν τους μικροοργανισμούς και στη διεθνή βιβλιογραφία αποκαλούνται ως “booster biocides”. Εκτός από πλαστικά, οι αντιρυπαντικές βαφές περιέχουν ενώσεις που περιορίζουν την οξείδωση (σκουριά) όπως φωσφορικό ψευδάργυρο και χρωμικό στρόντιο όπως και άλλες ενώσεις που απλώνουν το χρώμα και δρουν ως δευτερεύοντα χρώματα που περιέχουν ενώσεις τιτανίου, βαρίου, χρωμίου, σιδήρου και κασσιτέρου, όπως και σε πιο μικρή ποσότητα ενώσεις του καδμίου και του μολύβδου. Οι αντιβακτηριακές και αντιμικροβιακές ιδιότητες αυτών των ενώσεων δίνουν στην βαφή την αντιρυπαντική της δράση. 

Αντιρυπαντικά μικροσωματίδια βαφών (antifouling paint particles, APPs) που περιέχουν αυτά τα τοξικά βαρέα μέταλλα και βιοκτόνες ενώσεις περνούν από το πλοίο στο θαλάσσιο περιβάλλον. Ο χαλκός και ο ψευδάργυρος είναι τα δύο πιο σημαντικά βαρέα μέταλλα που απαντώνται στις APPs. 

Eπίδραση των βαφών στο υδατικό περιβάλλον   

Η επίδραση των MPs σε υδάτινους οργανισμούς έχει μελετηθεί εκτενώς και υπολείμματα αυτών των μικροπλαστικών έχουν ανιχνευθεί σε ασπόνδυλους οργανισμούς, σε οστρακοειδή αλλά και σε πουλιά που ζουν σε λίμνες και στη θάλασσα όπως κορμοράνους, κύκνους και πελεκάνους. Γίνεται λοιπόν φανερό ότι οι βαφές δρουν ποικιλοτρόπως και πάντα επιβαρυντικά για τους θαλάσσιους οργανισμούς. Περισσότερα στοιχεία είναι διαθέσιμα στην μελέτη των Gaylarde et al, Marine Pollution Research (2021) 162, 111847.

Οι πρωτογενείς πηγές των ΜPs

Σύμφωνα με την μελέτη των Fred-Ahmadu et al (2021) IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 665 012064, οι κύριες πρωτογενείς πηγές των MPs είναι οι κάτωθι:

1. Καταναλωτικά προϊόντα που περιέχουν κόκους απολέπισης από οδοντόπαστες και καλλυντικά όπως και μικροσφαίρες από κρέμες και κραγιόν,

2. Βιομηχανικά προϊόντα όπως λειαντικά που χρησιμοποιούνται στην αμμοβολή σε ναυπηγεία και κατά την παραγωγή εξαρτημάτων αυτοκινήτων

3.  Μικροπλαστική σκόνη από βιομηχανικές δραστηριότητες,

4. Συντήρηση πλαστικών εξαρτημάτων,

5. Σκόνη και ινίδια από την αποσύνθεση πλαστικών στο σπίτι ή στο γραφείο,

6. Πλαστικά σωματίδια από την σκόνη στους δρόμους που προέρχεται από ελαστικά και βαφές ασφάλτου και

7. Πλαστική σκόνη από πυρκαγιές.

Συμπερασματικά, τα μικροπλαστικά αποτελούν ένα ολοένα αυξανόμενο περιβαλλοντικό πρόβλημα που ρυπαίνει το θαλάσσιο περιβάλλον και από το νερό μπορούν να περάσουν σε μικροργανισμούς, ασπόνδυλους οργανισμούς και από εκεί σε ψάρια και πουλιά. Η εν δυνάμει επιμόλυνση της διατροφικής αλυσίδας του ανθρώπου με μικροπλαστικά καθώς και του αέρα που αναπνέουμε με μικροσωματίδια (particulate matters) είναι ένα αντικείμενο που έχει ερευνηθεί εκτενώς και θα ασχοληθούμε σε επόμενο άρθρο μας.

* Ο Γιάννης Ζαμπετάκης είναι Πρόεδρος του Τμήματος Βιολογικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο του Λίμερικ, Ιρλανδία. Ο λογαριασμός του στο Twitter είναι το @yanzabet