Kemasinan air mengurangkan risiko bakteria berbahaya menunggang mikroplastik dari air tawar ke laut

Isu 617: Kajian bakteria pada mikroplastik di sembilan sungai Eropah menunjukkan kemasinan berfungsi sebagai penghalang menghentikan patogen serius yang bergerak jauh pada serpihan plastik. 

Mikroplastik adalah kebimbangan global yang semakin meningkat, dengan banyak penyelidikan melihat pengangkutannya dalam alam sekitar dan potensi kesan ke atas ekosistem dan kesihatan manusia. Satu aspek sisa plastik yang mungkin mempunyai implikasi kesihatan ialah kehadiran biofilm - lapisan mikroorganisma yang terkumpul di permukaannya. Apabila plastik berakhir di dalam badan air, ia boleh diangkut pada jarak yang jauh, membawa komuniti mikrob 'plastisphere' mereka bersamanya.  

Walaupun kebimbangan sedemikian, masih terdapat jurang penyelidikan tentang bagaimana komuniti mikrob ini berubah dengan tekanan alam sekitar, kerana ia bergerak melalui air tawar ke laut, dan sejauh mana patogen yang berpotensi berbahaya kepada kesihatan manusia dan haiwan disimpan pada plastik bawaan air.  

Penyelidik Perancis memulakan misi tujuh bulan menaiki bot yang merentasi sembilan sungai utama Eropah, termasuk Sungai Seine dan Rhine, dari laut ke satu titik di hulu bandar pertama yang berpenduduk padat di setiap sungai. Mereka mengambil sampel air pada empat atau lima titik di sepanjang kecerunan kemasinan di sungai, kemudian sub-sampel untuk menganalisis nutrien, bahan zarahan dan kepelbagaian bakteria. Mereka juga mengumpul mikroplastik menggunakan pukat jaring khas, menganalisis ini untuk mengenal pasti spesies yang terdapat dalam plastisphere, virulensi dan keupayaan mereka untuk membentuk biofilm.  

Untuk meneroka penjajahan bakteria mikroplastik di perairan yang sama, sebulan sebelum ketibaan bot, kumpulan berasaskan darat meletakkan polietilena murni, polioksimetilena dan jaringan nilon dalam struktur sangkar silinder yang selamat, yang kemudian dikumpulkan oleh saintis di atas bot sebulan kemudian.  

Pasukan itu mengekstrak semua mikroplastik dalam kajian menggunakan alkohol dan forsep yang disterilkan dengan api sebelum segera membekukannya dalam nitrogen cecair sehingga pengekstrakan DNA, untuk mengelakkan risiko pencemaran. Mereka menjalankan penjujukan DNA bagi semua bakteria yang disampel dan menggunakan spektrometer inframerah untuk menganalisis komposisi mikroplastik disusun yang mereka perolehi. Mereka melihat komuniti bakteria di setiap sungai secara berasingan, memberi perhatian khusus kepada penjajahan spesies yang berpotensi berbahaya seperti yang boleh menyebabkan pembungaan alga toksik, penyakit pada manusia dan kulat.  

Daripada analisis mereka, para saintis mendapati bahawa komuniti bakteria pada mikroplastik sangat berbeza jika dibandingkan dengan bakteria hidup bebas dan yang melekat pada zarah organik di perairan sekitar.  

Yang penting, data mereka turut menemui komuniti berbeza mengenai mikroplastik di air tawar dan laut, dengan muara sungai berbeza daripada kedua-duanya. Mikroplastik marin mempunyai kekayaan, kesamarataan dan kepelbagaian yang jauh lebih rendah dalam komuniti bakterianya berbanding dengan sungai. Mereka mengenal pasti genera patogen yang berpotensi Aeromonas, Acidovorax, Arcobacter and Prevotella dalam sampel air tawar, tetapi tidak di dalam laut; sementara Vibrio¹ merupakan patogen yang dominan di laut. Mereka mendapati tiada pemindahan patogen antara keduanya.  

Bukti ini menyerlahkan apa yang digambarkan oleh saintis sebagai "tekanan terpilih yang kuat yang dikenakan antara persekitaran air tawar dan marin," yang mewakili had penyebaran mikroorganisma dari air tawar ke laut sebagai sebahagian daripada plastisphere.  

Potensi risiko bakteria yang bergerak menggunakan mikroplastik telah digariskan oleh pasukan yang merekodkan patogen Shewanella putrefaciens pada mikroplastik buat kali pertama, secara eksklusif dalam air sungai. Walaupun jarang, S. putrefaciens boleh menjangkiti manusia, menyebabkan penyakit usus, kulit dan tisu lembut. Walau bagaimanapun, halangan kemasinan yang dikenal pasti dalam kajian menunjukkan bahawa peluang patogen tersebut bergerak dari sungai ke laut adalah rendah.  

Pendekatan yang digunakan dalam kajian itu memulihkan mikroplastik yang biasanya dijangkakan di dalam alur air, dengan polietilena komponen dominan, menyumbang 45% daripada apa yang ditemui dan polipropilena kedua paling banyak pulih, pada 12%. Para penyelidik mendapati komposisi kimia polimer tidak memberi kesan ketara kepada komuniti plastisphere, walaupun kerja sebelumnya telah mencadangkan pautan². Para penyelidik mencadangkan ini mungkin disebabkan oleh kajian-kajian yang melihat penjajahan jangka panjang, dan bukannya pensampelan terus dari alam sekitar.  

Masalah mikroplastik sebagai habitat dan vektor tambahan untuk pemindahan patogen adalah isu global yang perlu diperhatikan. Kesatuan Eropah sedang menangani pencemaran plastik dan mikroplastik dalam pelbagai dasar alam sekitar, kimia dan sektor, termasuk Pendaftaran, Penilaian, Kebenaran dan Sekatan Bahan Kimia (REACH) berkenaan dengan mikrozarah polimer sintetik, Rangka Kerja Strategi Marine Arahan dan juga Arahan Rangka Kerja Air. Bidang kuasa yang terakhir ke atas perairan permukaan, kedua-dua pedalaman dan dalam zon peralihan, bermakna kerja baharu itu memberikan pengetahuan yang berkaitan tentang biofilem dan potensi risikonya. 

Kajian itu mengisi jurang pengetahuan dalam penyelidikan terhad dan berpecah-belah setakat ini mengenai komuniti mikrob pada mikroplastik, dengan mengambil kira pelbagai lokasi spatial. Penyelidikan tambahan yang melihat melangkaui bakteria, pada kumpulan seperti virus dan organisma bersel tunggal, serta penerokaan perubahan bergantung pada air pasang, akan membantu memaklumkan lagi dasar masa depan yang menangani pencemaran plastik, kualiti air dan kesihatan.  

Nota 

1. Genus tahan air masin ini termasuk spesies Vibrio cholerae – yang menyebabkan taun – dan V. parahaemolyticus – yang boleh menyebabkan gastroenteritis. 

2. Contohnya: Pinto M, Langer TM, Hüffer T, Hofmann T, Herndl GJ. (2019) Komposisi komuniti bakteria yang dikaitkan dengan biofilm plastik berbeza antara polimer yang berbeza dan peringkat penggantian biofilm. PLoS ONE 14(6): e0217165. 

Kongsi artikel ini: