Az óceánok műanyagszennyezése globálisan is egyre nagyobb figyelmet kap, holott a talajok mikroműanyag-szennyezettsége fajlagosan akár 4-23-szor is nagyobb lehet. Különösen kitettek a mezőgazdasági talajok, ahonnan az élelmiszerünk is származik.

A szennyezés forrásai sokrétűek, származhatnak szennyvíziszapból, tisztítatlan szennyvízből, talajtakaró fóliákból, de az autóutak mellett jelentős a gumiabroncsokból származó törmelék is. Csak Németországban évente 57-65 ezer tonna gumitörmelék szennyezi az út menti területeket. A klímaváltozás miatt gyakoribb és intenzívebb aszályok során a kiszáradt és repedezett talajba könnyebben és mélyebbre jutnak el a mikroműanyag-szemcsék, megváltoztatva annak kémhatását, tápanyagtartalmát és szerkezetét. Ezek aztán

beépülnek a növények sejtjeibe, gátolva például a búzacsírázást, vagy terméscsökkenést okozva a gyapotnál, de a dohánynövények is bekebelezik a műanyagot, ahogy a fás szárú növények gyökereiben, hajtásaiban és leveleiben is felhalmozódnak.

A földigiliszták és fonálférgek esetében pedig szövettani elváltozásokat figyeltek meg, míg az egerek máj-lipid anyagcseréje borult fel. Mint minden más területen, a mezőgazdaságban is fontos lenne az egyszer használatos műanyagok alkalmazásának visszaszorítása, helyettesítő anyagok (polikarbonát, üveg, ténylegesen lebomló műanyag) használata. A takarófóliák helyett pedig a takarónövények nyújthatnak természetes alternatívát.

A vizeinkben lévő mikroműanyagokról egyre többet hallunk a médiában, pedig a szennyezés nemcsak a vizeket, hanem a talajt is érinti. Sőt, a kutatók szerint ott még súlyosabb probléma az apró plasztikdarabkák jelenléte:

a talajokban ugyanis fajlagosan 4-23-szor több mikroműanyag halmozódik fel, mint az óceánokban.

A problémára Matthias Rillig, a berlini Freie Universität kutatója hívta fel a figyelmet 2012-ben. Azóta intenzíven kutatott területté vált a talajok mikroműanyag-szennyezettsége. Többek között kimutatták a kutatók, hogy a leggyakoribb szennyezők a polietilén és a polipropilén, de a polivinil-klorid és a polietilén-tereftálat hozzájárulása is jelentős.

A tapasztalatok szerint a mezőgazdasági talajok szennyezettsége általában nagyobb, mint a városi talajoké.

Ami nem csoda, ha figyelembe vesszük, hogy a világon előállított összes műanyagnak mintegy 2-4%-a kerül mezőgazdasági felhasználásra, ami 2019-es adatok szerint 7-14 millió tonnát jelent. Az ENSZ Élelmezésügyi és Mezőgazdasági Világszervezet (FAO) adatai szerint a mezőgazdasági területeken átlagosan 3500 kg melegház-fóliát, 400 kg csepegtető szalagot, illetve 180 kg mulcsfóliát használnak hektáronként.

Iszap, szennyvíz, fóliák, autógumi – így töltjük fel műanyaggal a talajt

Korábbi cikkünkben már említettük, hogy a szennyvíztisztítás során a mikroműanyagoknak csak egy részét tudják eltávolítani, egy része a szennyvíziszapba kerül. Ha ezt az iszapot a mezőgazdaságban használják fel, az együtt jár azzal, hogy annak mikroműanyag-tartalma a talajba kerül. Ugyanígy mikroműanyaggal szennyezi a termőterületeket a tisztítatlan szennyvíz öntözővízként való alkalmazása.

Világszerte 20 millió hektáron alkalmaznak talajtakaró fóliákat. A mezőgazdasági szakemberek szerint ezeknek a fóliáknak az alkalmazása, mind a talajok vízfelhasználása, mind a terméshozamok javítása szempontjából kedvező, ezért a felhasznált mennyisége folyamatosan nő:

az évtized végére várhatóan megközelíti a 6 millió tonnát az évente legyártott mulcsfóliák tömege.

Bár használat után a fóliát felszedik a talajról, kisebb darabok általában ott maradnak, amelyek a fizikai hatásoknak és UV-fénynek kitéve aprózódnak. Másodlagos mikroműanyagként a talajban maradnak a vetőmagok bevonására szolgáló anyagok is. Jelentős forrást képviselnek az utakról lefolyó vízben lévő műanyagdarabkák is.

Számítások szerint Németországban évente 57300-65400 tonnányi gumitörmelék távozik az autógumikból, jelentős szennyezésnek kitéve az út menti területeket.

Ehhez adódik hozzá a levegőből való kiülepedés. Francia tudósok néhány évvel ezelőtt kimutatták, hogy egy Párizstól nem messze fekvő területen naponta 2 – 355 műanyagdarabka ülepedett ki négyzetméterenként.

Bár a talaj felszínére kerülő mikroműanyag egy része a lefolyás vagy szél által tovább is vándorol, talajvizsgálatok bizonyítják, hogy a plasztikdarabkák egy része képes a talaj mélyebb rétegeibe is bejutni, a µm-es méretű darabkák maguktól is lejjeb jutnak a talaj pórusaiban, a nagyobbak pedig a mezőgazdasági tevékenység, illetve a talajlakó élőlények mozgása révén érik el a mélyebb rétegeket. Az egyre gyakoribb és intenzívebb aszályokon keresztül a klímaváltozás is sajnálatosan besegít a szennyezés terjedésében, mivel a kiszáradt, kirepedezett talaj szintén kedvez a műanyagszemcsék lefelé vándorlásának.

A mikroműanyagok talajba kerülése befolyásolhatja annak kémhatását, tápanyag-tartalmát és szerkezetét, valamint a talaj mikrobiótáját egyaránt. Bár megjegyzendő, hogy az még nem tisztázott, hogy ezek a hatások mennyiben köszönhetőek maguknak a mikroműanyagoknak és mennyiben azoknak a szennyezőknek, amelyek a közvetítésükkel jutnak be a talajba (pl. lágyítószerek) vagy amelyek megkötődnek a felületükön (pl. égésgátlók, növényvédőszerek, nehézfémek).

Egyes kutatók szerint a műanyagoknak az a tulajdonsága, hogy bizonyos anyagokat képesek megkötni, még akár előnyös is lehet, mivel így csökken a szerves mikroszennyezők, illetve nehézfémek biológiai hozzáférhetősége. Arról is keveset tudunk még, hogy mik azok a határértékek, amelyek elérése esetén az említett negatív hatások jelentkeznek.

Beépülnek a növények és az állatok sejtjeibe

Kínai tudósok laboratóriumi kísérletei szerint mind a polietilén, mind a biológiailag lebomló műanyagból készült mulcs darabkák jelenléte gátló hatást fejt ki a búza csírázására. Gyapot esetében pedig szántóföldi kísérletek igazolták, hogy a talaj felső 20 centiméteres rétegében jelenlévő mulcsfólia-maradványok terméscsökkenést okoznak. A mikroműanyagok a víz- és tápanyagfelvétel korlátozása révén fejtik ki hatásukat.

Lágy szárú növények példáján már többször bizonyították, hogy a plasztikdarabkák a gyökerekben, a hajtásokban és a levelekben egyaránt felhalmozódhatnak.

Dohánynövényekkel elvégzett laboratóriumi kísérletek pedig azt igazolták, hogy a nanoműanyagok (0,1 µm-nél kisebb műanyagdarabkák) ún. endocitózis révén jutnak be a növényi sejtekbe, azaz a sejtek gyakorlatilag bekebelezik a műanyagot.

Egy német kutatócsoport a közönséges nyír példáján bizonyította, hogy a mikroműanyagok képesek beépülni fás szárú növények sejtjeibe. Kísérleteik során talaj és festékkel megjelölt mikroműanyag-darabkák keverékébe ültették az egy éves nyírcsemetéket, majd 5 hónap elteltével mikroszkóp alatt vizsgálták, hogy a megfestett mikroműanyag-darabkák megjelennek-e a növény gyökereiben. A vizsgált 64 gyökéradarab mintegy tizedében sikerült kimutatni mikroműanyagot, azt azonban nem tudták megállapítani, hogy a plasztikdarabkák milyen mechanizmus szerint és pontosan hol kerültek be a gyökérzetbe.

Kutatások folynak a mikroműanyagok talajlakó állatokra táplálkozására, fejlődésére gyakorolt hatásának megismerésére is: a földi giliszta esetében kimutatták ki, hogy a polietiléndarabkák elfogyasztása és felhalmozódása szövettani elváltozásokat okoz, megváltozik az állatok táplálkozása és ürítése is. Fonálférgek esetében a mikroműanyagok elfogyasztása a kalciumszint csökkenését és az oxidatív stressz fokozódását okozta.

Csökkent az állatok testhossza, szaporodó- és túlélőképességük egyaránt romlott.

A rágcsálók közül az egér esetében megfigyelték, hogy ha mikroműanyag kerül a szervezetébe, akkor a máj lipid anyagcseréje felborul, illetve megváltozik az állat beleiben élő mikrobióta összetétele is.

Az eddigi kutatások azonban néhány fajra korlátozódnak és általában nagyobb mikroműanyag-koncentrációval végzik őket, mint amennyi jelenleg a talajokban előfordul, vagyis a tényleges hatások megismerése további kutatásokat igényel. Ugyanígy vizsgálnunk kell még azt is, hogy a megfigyelt hatások határrében milyen biokémiai folyamatok állnak.

Mit tehet az agrárium?

Mint minden más területen, a mezőgazdaságban is fontos lenne az egyszer használatos műanyagok alkalmazásának visszaszorítása. Melegházak esetében például a polikarbonát vagy az üveg megfelelő alternatíva lehet. A mulcsfóliák esetében pedig a lebomló műanyagok jelenhetnek környezeti szempontból kedvezőbb megoldást, de ezek is csak akkor, ha ténylegesen le tudnak bomlani a felhasználás körülményei között, nem pedig csak apróbb darabokra esnek szét, tovább növelve a mikroműanyagok mennyiségét a talajban.

A takarófóliák helyett a takarónövények nyújthatnak természetes alternatívát.

A bükkönyféléket vagy a rozst például télen is el lehet vetni, majd vetés vagy ültetés előtt eltávolítani. A hüvelyesek pedig akár élő takarónövényként is funkcionálhatnak nitrogénforrást biztosítva az elsődlegesen termelni kívánt növény számára. Ahol pedig nem megoldható a műanyagok alkalmazásának elkerülése, ott legalább a használat utáni begyűjtést és az újrahasznosítást kell ösztönözni.