Julkaistu 7.11.2024
Teksti: Arto Hiltunen
Kuva: Shutterstock
Toimitustyö: Viestintätoimisto Jokiranta Oy
 

Muovijätteiden aiheuttamaan ympäristön roskaantumiseen herättiin 1970-luvulla eli noin 20 vuotta muovinkäytön aloittamisen jälkeen. Muovipullojen kaltaiset isot muoviroskat on helppo kerätä pois ympäristöstä, mutta mikro- ja nanokokoisten muoviroskien poistaminen on hankalaa tai usein jopa mahdotonta. Ympäristömme laajamittainen saastuminen mikroskooppisen pienellä muovisilpulla on katastrofi, jonka pysäyttämiseksi meidän tulisi nyt toimia.  

Nanomuoveja syntyy, kun ympäristöön päätyneet muoviroskat hajoavat ajan myötä yhä pienemmiksi. Mikro- ja nanomuoveja vapautuu myös monista käyttötuotteista – muun muassa autonrenkaista, joiden kuluminen on yksi suurimmista muovihiukkasten lähteistä. Tuoreen tutkimustiedon mukaan myös uudet elintarvikekäyttöön tarkoitetut muovituotteet vapauttavat suuria määriä mikro- ja nanomuoveja. Muovia on osoitettu irtoavan käytön aikana esimerkiksi lasten tuttipulloista, teepusseista ja mikroaaltouuniruokien muoviastioista.

 

Nanomuovien jäljittäminen hankalaa

Altistumme siis mikro- ja nanomuovihiukkasille päivittäin, joten altistuksen seurauksista tarvitaan lisää tutkimustietoa. Yleisesti ajatellaan, että alle mikrometrin kokoiset hiukkaset voivat päätyä soluihin ja alle 200 nanometrin kokoiset hiukkaset voivat läpäistä veriaivoesteen. Tutkijat ovatkin huolestuneita erityisesti äärimmäisen pienistä nanomuoveista, joita arvellaan olevan ympäristössämme suuria määriä. Tähän mennessä mikro- tai nanomuovia on löydetty ihmisverestä, äidinmaidosta, istukasta ja keuhkoista.

Nanomuovien määristä ympäristössämme ei ole tarkkoja lukuja. Tämä johtuu siitä, että niiden löytäminen on hankalaa ja vaatii nanoteknologiaan erikoistunutta tutkimusinfrastruktuuria. Turun yliopiston Saaristomeren tutkimuslaitos alkoi vuoden 2021 marraskuussa kehittää menetelmää, jolla nanomuovia on mahdollista löytää merivesinäytteistä. Tämän kehitystyön ansiosta meillä on nyt käytössämme työkalut nanomuovipitoisuuksien mittaamiseen.

 

Tutkimustieto auttaa arvioimaan uhkakuvia

Sakari Alhopuron säätiön rahoituksen turvin teemme parhaillaan ensimmäisiä mittauksia Itämeren nanomuovipitoisuuden selvittämiseksi. Tarvitsemme luotettavaa tutkimustietoa nanomuoviroskaantumisen laajuudesta, jotta nanomuovien aiheuttaman uhan vakavuutta voidaan arvioida. Vesinäytteiden tutkimisen lisäksi olemme aloittaneet alustavat tutkimukset sisäilman nanomuovimäärien selvittämiseksi.

Ryhmämme etsii nanomuoveja mikroskooppisin menetelmin – näytteiden muovilaadut (PET, PE, PP jne.) tunnistetaan Raman-mikroskopian avulla. Työmme keskiössä on tuottaa korkealaatuisia kuvia nanomuoveista, jotta niiden muodostamaan näkymättömään uhkaan voidaan tarttua konkreettisesti. Korkealaatuiset kuvat nanomuoveista saadaan elektronimikroskopian (FESEM) avulla. Kuvista nähdään muovien geometria: ovatko ne kulmikkaita, kuitumaisia, teräviä vai pyöreitä? Niistä saatava tieto auttaa arvioimaan nanomuovien vaikutuksia eri ympäristöissä ja organismeissa. 

 

Rajat ylittävää yhteistyötä

Tutkimuksen kansainvälistämiseksi osallistuin tämän vuoden elo–syyskuussa tutkimusmatkalle Huippuvuorille. Keräsimme sieltä vesinäytteitä, joista määritämme niiden nanomuovipitoisuuden. Tutkimusryhmämme tavoitteena on tuottaa sekä paikallisesti että kansainvälisesti merkittävää tutkimustietoa nanomuoveista.

Ryhmämme vahvuudeksi voidaan lukea tiedealojen rajat ylittävä yhteistyö. Saaristomeren tutkimuslaitoksen vahva osaaminen ja lähivesiemme tuntemus yhdistettynä kemiallisiin ja fysikaalisiin analyyseihin luovat meille edellytykset ratkoa nanomuoviongelman tuomia haasteita. Pitkän aikavälin tavoitteemme on pitää huolta ympäristöstämme monitoroimalla sen tilaa ja luomalla teknisiä ratkaisuja havaittuihin ongelmiin.  

 
Huippuvuorilta kerätyistä vesinäytteistä määritetään nanomuovien lukumäärä. Näytteitä kerättiin Huippuvuorilta Norjan rannikolle saakka. Kuva: Arto Hiltunen

Tutkimusryhmä matkasi Huippuvuorille tutkimusalus Oceanilla. Matkalle osallistui Hiltusen lisäksi italialaisia ja puolalaisia tutkijoita – yhteensä aluksella matkasi miehistön lisäksi yhdeksän tutkijaa. Kuva: Arto Hiltunen 

Turun alueelta kerätyt vesinäytteet tutkitaan laboratoriossa. Veden sameus vaikeuttaa nanomuovien löytämistä. Kuva: Arto Hiltunen

Nanomuovit tunnistetaan Raman-mikroskopian avulla SERS-ilmiötä hyödyntäen. Kuva: Arto Hiltunen

 

 

 

DI, TkT Arto Hiltunen tutki vuonna 2020 julkaistussa väitöskirjassaan nanorakenteita, joita käytettiin polttoaineeksi kelpaavan vedyn tuottamiseksi vedestä. Hän on työskennellyt myös uuden sukupolven aurinkokennotekniikoiden parissa, joiden toiminta perustuu nanokokoisten rakenteiden vuorovaikutukseen. Nykyisessä tehtävässään Turun yliopiston biodiversiteettiyksikössä Saaristomeren tutkimuslaitoksella Hiltunen soveltaa nanoteknologian parissa kerryttämäänsä kokemusta nanomuoviongelman ratkaisemiseksi.   

 

 

 

 

Kirjallisuutta:

Hiltunen et al., ChemRxiv, (2023) Expanding sample volume for microscopical detection of nanoplastics, https://chemrxiv.org/engage/chemrxiv/article-details/66027d50e9ebbb4db98c8180 (Hyväksytty julkaisuun Marine Environmental Research, Elsevier)

XiaoZhi Lim, Nature 593, 22-25 (2021), Microplastics are everywhere — but are they harmful?, doi: https://doi.org/10.1038/d41586-021-01143-3

Wagner, Nature Nanotechnology volume 14, pages 300–301 (2019), Things we know and don’t know about nanoplastic in the environment, https://www.nature.com/articles/s41565-019-0424-z