Dünya Sağlık Örgütü’ne Göre
Mikroplastikler ve Sağlığa Etkileri
1. İnsanların Maruz Kalması
İnsanların nano ve mikroplastik partiküllere (NMP) maruz kalmasının, yaygın olarak ağızdan gıda, su alımı veya inhalasyon yoluyla meydana geldiği kabul edilmektedir. İnsanların mikroplastik partiküllere maruz kalma olasılığı, insan tüketimine yönelik midye gibi deniz ürünlerinde mikroplastik partiküller gözlemlenmesiyle artmıştır. Diğer çalışmalar, mikroplastik partiküllerin gıda ve içme suyunda, gıda ambalajlarında, kapalı ortamlarda ve açık havada da bulunduğunu göstermiştir. Yani mikroplastik partiküller, içme suyunda, çeşitli yiyecek ve içeceklerde ve havada bulunmaktadır, ancak insanların buna ne kadar maruz kaldıklarını tam olarak değerlendirebilmek için yeterli veri de halen mevcut değildir.
Bu bölüm, insanların ne kadar NMP'ye maruz kaldığını değerlendirebilmek için mevcut verileri özetlemektedir. Konsantrasyonları karakterize etme ve ölçme konusunda karşılaşılan zorluklardan birisi, gıdalarda, içeceklerde ve havada değişen polimer bileşimleri, boyut ve şekillerdeki NMP'yi tanımlamak için standart analitik yöntemlerin olmamasıdır. Önceki DSÖ raporundan alınan örnekleme ve analizlerin iyileştirilmesine yönelik öneriler Kutu 2'de gösterilmektedir.
Bu bölüm, insanların ne kadar NMP'ye maruz kaldığını değerlendirebilmek için mevcut verileri özetlemektedir. Konsantrasyonları karakterize etme ve ölçme konusunda karşılaşılan zorluklardan birisi, gıdalarda, içeceklerde ve havada değişen polimer bileşimleri, boyut ve şekillerdeki NMP'yi tanımlamak için standart analitik yöntemlerin olmamasıdır. Önceki DSÖ raporundan alınan örnekleme ve analizlerin iyileştirilmesine yönelik öneriler Kutu 2'de gösterilmektedir.
1.1 İçme Suyunda Bulunması
İlk DSÖ raporunda, insanların içme suyunda mikroplastik partiküllere maruz kalması hem musluk hem de şişelenmiş su açısından özetlenmiştir. Dokuz araştırma eleştirel bir şekilde incelenmiş, tatlı su ve içme suyunda bulunan mikroplastik partikül konsantrasyonları 0 ila 104 partikül/L arasında değişiklik göstermiştir. Yukarıda da bahsedildiği gibi, içme suyunda bulunan mikroplastik partiküllerin karakterizasyonu, aynı konuda dahi olsa, çalışmaların karşılaştırılmasını sınırlayan standardize yöntemlerin eksikliği ile sınırlıdır.
Koelmans et al. Içme suyundaki mikroplastik partikül konsantrasyonları üzerine yapılan çalışmaların kalitesinin değerlendirilmesi için bir puanlama sistemi önermiştir. Sistem, biyota örneklerindeki mikroplastik partiküllerin, örneklerin nasıl toplandığı, işlendiği ve analiz edildiği başlıkları altında incelendiği çalışmaları değerlendirmek için geliştirilmiş sekiz kritere dayanmaktadır. Her kritere 0, 1 veya 2 puan verilir. Kriterler şunlardır:
Koelmans et al. Içme suyundaki mikroplastik partikül konsantrasyonları üzerine yapılan çalışmaların kalitesinin değerlendirilmesi için bir puanlama sistemi önermiştir. Sistem, biyota örneklerindeki mikroplastik partiküllerin, örneklerin nasıl toplandığı, işlendiği ve analiz edildiği başlıkları altında incelendiği çalışmaları değerlendirmek için geliştirilmiş sekiz kritere dayanmaktadır. Her kritere 0, 1 veya 2 puan verilir. Kriterler şunlardır:
- kullanılan örnekleme yönteminin tanımı,
- numune hacmi ve numune sayısı,
- numune işleme ve saklama,
- hazırlanma ve işlenme sırasında numunelerin kontaminasyonunun azaltılması,
- laboratuvarda temiz hava koşullarının kullanılması,
- laboratuvar kontaminasyonunu ölçmek ve karakterize etmek için negatif kontrollerin kullanılması,
- parçacıkların geri dönüşüm oranlarını ölçmek için pozitif kontrollerin kullanılması ve numunelerden izole edilen partiküllerle ilişkili polimerlerin analitik doğrulanmasıdır.
1.2 Havada Bulunması
1.2.1 Havadaki partikül madde:
Havadaki partikül madde (PM), hem doğal olarak hem de insan faaliyetleriyle üretilen çeşitli kaynaklardan gelen karmaşık bir partikül karışımıdır. Bu nedenle, havadaki NMP de heterojen parçacık karışımının bir bileşenidir. Konsantrasyonlar, en yaygın olarak hacim başına kütle olarak, ayrıca partikül sayısı veya hava hacmi başına toplam yüzey alanı olarak çeşitli şekillerde karakterize edilebilir. "Toplam asılı partikül konsantrasyonu", bir zamanlar havadaki PM'yi ölçmek için rutin bir ölçümdü ve 0 ila yaklaşık 40 μm'lik geniş bir partikül boyutu aralığının dağılımını kapsıyordu. İnsan sağlığı risk değerlendirmesi yönünden, solunabilir PM genellikle aerodinamik çapı 2.5 μm'den küçük olan (ince parçacıklar) parçacıklar olarak tanımlanır. "Solunabilir fraksiyon", aerodinamik çapı 2,5 μm'den büyük olan ve genellikle 2,5 ila 10 μm arasındaki fraksiyon olarak tanımlanan kaba partikülleri ifade eder, ancak "solunabilir fraksiyona" yapılan atıflar ≤ 100 μm boyutlarını dahi içerebilir. Aerodinamik çap, partikül boyutunun yerine kullanılır. Ultra ince parçacıkların hareketlilik çapı 0,1 μm'den küçüktür ve genellikle parçacıkların toplam kütlesine önemli ölçüde katkıda bulunmazlar; bununla birlikte, partikül sayısı olarak ifade edildiğinde, 0,1 µm'den küçük partiküller, tüm solunabilir boyut aralığında hakim konumdadır. Farklı boyutlardaki PM'nin havadaki partikül kütlesine (veya sayısına) katkıları, gaz halindeki öncüler, fiziksel özellikler ve kimyasal bileşim dahil olmak üzere emisyon faktörleri gibi büyük ölçüde değişir. Örneğin, lastik ve yol aşınmasından kaynaklanan 10 µm'den küçük partiküllerin (PM10) katkısına ilişkin çalışmalar, %0,42–2,48 aralığında, yaklaşık %1.9'luk bir ortalama katkı göstermiştir.
Havadaki partikül madde (PM), hem doğal olarak hem de insan faaliyetleriyle üretilen çeşitli kaynaklardan gelen karmaşık bir partikül karışımıdır. Bu nedenle, havadaki NMP de heterojen parçacık karışımının bir bileşenidir. Konsantrasyonlar, en yaygın olarak hacim başına kütle olarak, ayrıca partikül sayısı veya hava hacmi başına toplam yüzey alanı olarak çeşitli şekillerde karakterize edilebilir. "Toplam asılı partikül konsantrasyonu", bir zamanlar havadaki PM'yi ölçmek için rutin bir ölçümdü ve 0 ila yaklaşık 40 μm'lik geniş bir partikül boyutu aralığının dağılımını kapsıyordu. İnsan sağlığı risk değerlendirmesi yönünden, solunabilir PM genellikle aerodinamik çapı 2.5 μm'den küçük olan (ince parçacıklar) parçacıklar olarak tanımlanır. "Solunabilir fraksiyon", aerodinamik çapı 2,5 μm'den büyük olan ve genellikle 2,5 ila 10 μm arasındaki fraksiyon olarak tanımlanan kaba partikülleri ifade eder, ancak "solunabilir fraksiyona" yapılan atıflar ≤ 100 μm boyutlarını dahi içerebilir. Aerodinamik çap, partikül boyutunun yerine kullanılır. Ultra ince parçacıkların hareketlilik çapı 0,1 μm'den küçüktür ve genellikle parçacıkların toplam kütlesine önemli ölçüde katkıda bulunmazlar; bununla birlikte, partikül sayısı olarak ifade edildiğinde, 0,1 µm'den küçük partiküller, tüm solunabilir boyut aralığında hakim konumdadır. Farklı boyutlardaki PM'nin havadaki partikül kütlesine (veya sayısına) katkıları, gaz halindeki öncüler, fiziksel özellikler ve kimyasal bileşim dahil olmak üzere emisyon faktörleri gibi büyük ölçüde değişir. Örneğin, lastik ve yol aşınmasından kaynaklanan 10 µm'den küçük partiküllerin (PM10) katkısına ilişkin çalışmalar, %0,42–2,48 aralığında, yaklaşık %1.9'luk bir ortalama katkı göstermiştir.
1.3 Yiyeceklerde Bulunması
1960'ların sonlarında ve 1970'lerin başlarında yürütülen bir dizi çalışmada deniz organizmaları tarafından yutulan plastik döküntülerin varlığı rapor edilmiştir ve şimdilerde bu amaçla deniz, tatlı su ve diğer organizmalarda bulunan çeşitli MP'ler (mikroplastik partiküller) de gözlemlenmektedir. MP, ya doğrudan su sütunundan ya da çökeltiden ya da yakın zamanda MP'yi yutmuş olan, besin zincirinde daha altlarda bulunan trofik canlıların avlanmasıyla dolaylı olarak alınabilir. Kanıtlar, çevreye salınan MP'lere, deniz ürünleri ve balık tüketimi yoluyla gıda zincirine girebileceğini ve insanların buna maruz kalabileceğini göstermektedir.
800'den fazla tür ve yaklaşık 87.000 insan olmayan organizma tarafından, MP'ler de dahil olmak üzere plastik döküntülerin yutulmasına ilişkin çalışmalarda ortalama konsantrasyon, birey başına dört parçacık olarak bulunmuştur. Çalışmaya göre, insanlar tarafından tüketilen balık dokularındaki konsantrasyonlar hakkında sınırlı veri ile, mide ve bağırsaklarda ölçülen MP konsantrasyonu 500 μm'den fazla olmaktadır. MP bu nedenle insan olmayan organizmalar tarafından alınır ve laboratuvar çalışmaları dışkı atımının önemli bir eliminasyon sürecini temsil ettiğini göstermektedir. Bu nedenle, MP biyolojik organizasyonun tüm seviyelerinde yutulurken, bunların tespiti zaman ve mekanda bir anlık görüntüyü temsil edebilir. Örneklenen organizmaların çoğu (%80), örnekleme sırasında MP içermemektedir; bu, Hermsen et al. tarafından ortaya atılan, organizmaların %16,6'sının MP içerdiği tahminine de uymaktadır. Ayrıca, bulunma sıklığı türe, numune alma zamanına, lokasyona ve numune boyutuna bağlı olarak %0 ila %100 arasında önemli ölçüde değişmiştir. Organizmalardan MP'nin ayrıştırılması ve analizi için standart yöntemlerin olmaması, partikül boyutu, şekli ve polimerik bileşim gibi rapor edilen verilerde farklılıklara neden olmaktadır. Örneğin, organizmalarda lif oluşumuna ilişkin çalışmalar, sentetik tekstil liflerinin salınımının ilk kez bildirildiği 2011 yılından sonra ortaya çıkmaya başlamıştır. O zamandan beri, lifler ve parçacıklar, gözlemlenen MP'nin baskın şekilleri olma eğiliminde olmuştur; bununla birlikte, bazı çalışmalar analizlerine yarı sentetik polimerleri dahil ederken, diğerleri onları hariç tutmuştur. Doğal tekstil lifleri, tespit edilen toplam lif sayısına hakim olma eğiliminde olmasına rağmen, gelecekte doğal, yarı sentetik ve sentetik lifler olarak ayrı ayrı raporlanmalıdır. Biyolojik numunelerde 100 μm'den küçük MP ile ilgili veriler sınırlıdır, 5 μm şimdiye kadar bildirilen en düşük boyuttur.
800'den fazla tür ve yaklaşık 87.000 insan olmayan organizma tarafından, MP'ler de dahil olmak üzere plastik döküntülerin yutulmasına ilişkin çalışmalarda ortalama konsantrasyon, birey başına dört parçacık olarak bulunmuştur. Çalışmaya göre, insanlar tarafından tüketilen balık dokularındaki konsantrasyonlar hakkında sınırlı veri ile, mide ve bağırsaklarda ölçülen MP konsantrasyonu 500 μm'den fazla olmaktadır. MP bu nedenle insan olmayan organizmalar tarafından alınır ve laboratuvar çalışmaları dışkı atımının önemli bir eliminasyon sürecini temsil ettiğini göstermektedir. Bu nedenle, MP biyolojik organizasyonun tüm seviyelerinde yutulurken, bunların tespiti zaman ve mekanda bir anlık görüntüyü temsil edebilir. Örneklenen organizmaların çoğu (%80), örnekleme sırasında MP içermemektedir; bu, Hermsen et al. tarafından ortaya atılan, organizmaların %16,6'sının MP içerdiği tahminine de uymaktadır. Ayrıca, bulunma sıklığı türe, numune alma zamanına, lokasyona ve numune boyutuna bağlı olarak %0 ila %100 arasında önemli ölçüde değişmiştir. Organizmalardan MP'nin ayrıştırılması ve analizi için standart yöntemlerin olmaması, partikül boyutu, şekli ve polimerik bileşim gibi rapor edilen verilerde farklılıklara neden olmaktadır. Örneğin, organizmalarda lif oluşumuna ilişkin çalışmalar, sentetik tekstil liflerinin salınımının ilk kez bildirildiği 2011 yılından sonra ortaya çıkmaya başlamıştır. O zamandan beri, lifler ve parçacıklar, gözlemlenen MP'nin baskın şekilleri olma eğiliminde olmuştur; bununla birlikte, bazı çalışmalar analizlerine yarı sentetik polimerleri dahil ederken, diğerleri onları hariç tutmuştur. Doğal tekstil lifleri, tespit edilen toplam lif sayısına hakim olma eğiliminde olmasına rağmen, gelecekte doğal, yarı sentetik ve sentetik lifler olarak ayrı ayrı raporlanmalıdır. Biyolojik numunelerde 100 μm'den küçük MP ile ilgili veriler sınırlıdır, 5 μm şimdiye kadar bildirilen en düşük boyuttur.
1.4. Yutma
Yutulan partiküller, ancak bağırsak epiteli tarafından emildiğinde, karaciğerden geçtiğinde ve kan dolaşımı yoluyla vücuda dağıldığında sistemik olarak mevcut kabul edilir. Lokal özümseme meydana gelebilse de bir dizi fizyolojik bariyerler, partiküllerin gastrointestinal sistemden absorpsiyonunu ve sistemik biyoyararlanımını önemli ölçüde sınırlar. Önceki DSÖ raporunda da tartışıldığı gibi, içme suyundan alınan 150 μm'den büyük mikroplastiklerin emilmeden gastrointestinal sistemden geçebilmesi beklenmektedir.
Gastrointestinal sistemdeki önemli bir fizyolojik bariyer, epitel dokuları boyunca partikül difüzyonuna fiziksel bir bariyer görevi gören seçici geçirgen bir hidrojel olan mukustur. Mukus tabakasının ana yapısal bileşeni, terminal sialik asit ve sülfat kalıntıları içeren, oligosakarit yan zincirleri olan ve net bir negatif yüke sahip yüksek oranda glikosile edilmiş bir protein olan müsindir. Müsinlerin etkileşimleri tarafından oluşturulan ağ benzeri yapının ortalama gözenek boyutu 10-500 nm'dir. Mukus tabakası, etkileşim filtrelemesi (örneğin elektronik ve hidrofobik etkileşimler) ile küçük partiküllerin difüzyonunu önemli ölçüde engeller ve hem sterik (örneğin boyut) hem de etkileşim filtrelemesi ile daha büyük partiküllerin penetrasyonunu tamamen bloke edebilir. Partiküllerin mide-bağırsak yolu boyunca geçiş oranları, yutulan partiküllerin çoğunun atılmasını sağlamada genellikle etkilidir. Szentkuti, mukus tabakası boyunca çeşitli boyutlardaki karboksilatlı floresan lateks nanoplastik partiküllerin enterosit yüzeyindeki difüzyon hızını incelemiş ve 14 nm partiküllerin mukus tabakasından 2 dakika içinde ve 415 nm partiküllerin 30 dakika içinde geçtiğini bulmuştur; ancak mikrometre boyutundaki partiküller mukustan geçmemiştir. Araştırmacı, hem 14 hem de 415 nm partiküllerin geçirgenliğini gözlemlese de partiküllerin hiçbiri enterositler tarafından endositoz yoluyla içeri alınmadı ve mukus ile ters yönde hareket ediyor gibi göründü.
Gastrointestinal sistemdeki önemli bir fizyolojik bariyer, epitel dokuları boyunca partikül difüzyonuna fiziksel bir bariyer görevi gören seçici geçirgen bir hidrojel olan mukustur. Mukus tabakasının ana yapısal bileşeni, terminal sialik asit ve sülfat kalıntıları içeren, oligosakarit yan zincirleri olan ve net bir negatif yüke sahip yüksek oranda glikosile edilmiş bir protein olan müsindir. Müsinlerin etkileşimleri tarafından oluşturulan ağ benzeri yapının ortalama gözenek boyutu 10-500 nm'dir. Mukus tabakası, etkileşim filtrelemesi (örneğin elektronik ve hidrofobik etkileşimler) ile küçük partiküllerin difüzyonunu önemli ölçüde engeller ve hem sterik (örneğin boyut) hem de etkileşim filtrelemesi ile daha büyük partiküllerin penetrasyonunu tamamen bloke edebilir. Partiküllerin mide-bağırsak yolu boyunca geçiş oranları, yutulan partiküllerin çoğunun atılmasını sağlamada genellikle etkilidir. Szentkuti, mukus tabakası boyunca çeşitli boyutlardaki karboksilatlı floresan lateks nanoplastik partiküllerin enterosit yüzeyindeki difüzyon hızını incelemiş ve 14 nm partiküllerin mukus tabakasından 2 dakika içinde ve 415 nm partiküllerin 30 dakika içinde geçtiğini bulmuştur; ancak mikrometre boyutundaki partiküller mukustan geçmemiştir. Araştırmacı, hem 14 hem de 415 nm partiküllerin geçirgenliğini gözlemlese de partiküllerin hiçbiri enterositler tarafından endositoz yoluyla içeri alınmadı ve mukus ile ters yönde hareket ediyor gibi göründü.
Sonuç;
Yüksek konsantrasyonlarda partikül maddelere maruz kalmanın solunuma etkileri olduğu bilinmesine rağmen, havadaki nano ve mikroplastik partiküllerin sınırlı ölçümü, sağlam bir risk değerlendirmesi yapılabilmesine engel olmaktadır. Bu nedenle, NMP'ye özgü olumsuz etkileri belirlemeye yönelik araştırmalar, NMP'ye özgü bir insan sağlığı risk değerlendirmesi için rehberlik sağlayacaktır. Mevcut veriler, NMP'nin solunması veya yutulmasının insan sağlığı üzerindeki riskleri hakkında kesin sonuçlara varılmasına izin vermemektedir, ancak NMP, PM karışımının bir parçası olduğu için, sağlık üzerindeki etkileri PM'ninkileri geçmeyecektir.