Hyppää pääsisältöön

Koronavirustilanne Itä-Suomen yliopistossa

Ympäristötiede_mikromuovi.

Suodatetun ympäristönäytteen tarkastelua stereomikroskoopilla.

Mikromuovien vaikutuksista ihmisen terveyteen tiedetään hyvin vähän

Elintarvikkeiden mikromuovien mahdollisia terveyshaittoja tutkitaan Itä-Suomen yliopistossa.

  • Ympäristö ja luonnonvarat
  • Teksti Emilia Uurasjärvi, Kaisa Raninen ja Arto Koistinen
  • Kuva Raija Törrönen

Juttu on julkaistu Kehittyvä elintarvike -lehdessä 24.2.2021

Elintarvikekäyttöön hyväksyttyjä muoveja pidetään turvallisina, mutta niiden vaikutuksista ihmiseen mikro- tai nanokokoisena ei ole juurikaan tutkimustietoa. Toisaalta elintarvikkeista on löydetty myös muuta kuin elintarvikeperäistä mikromuovia.

Solukokeissa erityisesti pienimpien mikromuovipartikkelien on todettu läpäisevän solukalvoja ja aiheuttavan tulehdusreaktioita. Hiirikokeissa mikromuovialtistuksen on todettu vahingoittavan suolen epiteeliä ja vaikuttavan ravintoaineiden imeytymiseen, sekä suolistomikrobiston koostumukseen.

Mikromuovien mahdolliset haitalliset vaikutukset voivat johtua fysikaalisten vaikutusten lisäksi mikromuovien sisältämistä tai mukanaan kuljettamista kemikaaleista. Mikromuovipitoisuuksia on toistaiseksi tutkittu hyvin suppeista elintarvikeryhmistä: lähinnä juomista, merenelävistä, sokerista, hunajasta, ja suolasta.

Itä-Suomen yliopistossa käynnistyi syksyllä 2020 Suomen Akatemian rahoittama nelivuotinen Direct microplastic exposure via foodstuff and food packaging – plastic leachables and their health effects) -tutkimushanke (diMPex), jonka tavoitteena on saada lisätietoa ruuan ja elintarvikepakkausten mikromuoveista sekä niiden mahdollisista haittavaikutuksista.

Tutkimuksessa hyödynnetään SIB Labs -infrastruktuuriyksikön kokemusta mikromuovien analysoinnista, kansanterveystieteen ja kliinisen ravitsemustieteen yksikön Suoliston terveys ja fermentaatio -osaamisympäristön osaamista ja farmasian laitoksen kemiallisen analytiikan ja toksikologian osaamista. Tutkimushankkeessa kehitetään menetelmiä mikromuovien analysoimiseksi eri elintarvikeryhmistä sekä tutkitaan muovipakkauksista mahdollisesti vapautuvia yhdisteitä ja niiden terveysvaikutuksia solu- ja suolistomalleilla.

Mikromuovianalytiikka kehittyy ja laajenee

Itä-Suomen yliopistossa on kehitetty jo vuosia menetelmiä mikromuovien analysoimiseksi erityyppisistä näytteistä. Analytiikan haasteena on muun muassa se, ettei mikromuovianalytiikkaan ole vielä olemassa standardoituja menetelmiä. Lisäksi mikromuovit ovat kemialliselta koostumukseltaan ja muodoltaan hyvin vaihtelevia, ja niitä on tyypillisesti näytteessä vähän.

Jotta mikromuovi voidaan analysoida, se on saatava ensin eroteltua näytteestä – kuitenkaan hajottamatta itse mikromuovia. Toisaalta näytteisiin voi tulla helposti kontaminaatiota eli ylimääräistä mikromuovia esimerkiksi ilman, työvälineiden tai käsittelyliuosten mukana.

Itä-Suomen yliopiston mikromuovianalytiikka koki laadullisen harppauksen vuonna 2018, kun Pohjois-Savon liitto rahoitti Euroopan aluekehitysrahastosta (EAKR) investointi- ja kehittämishankkeet mikroskooppeihin yhdistettyjen infrapuna- ja Raman-spektrometrien hankinnan. Uusilla laitteilla voidaan määrittää jopa muutaman mikrometrin kokoisten mikromuovipartikkelien kokonaismäärä näytteessä muovityypeittäin.

Suomessa mikromuovien tutkimus on keskittynyt aikaisemmin pääasiassa ympäristö- ja vesinäytteisiin. Suomen Akatemian rahoittamassa Mikromuovit Suomen vesistöissä -hankkeessa tutkittiin vuosina 2016–2020 mikromuoveja Itämeren ja Kallaveden pintavedestä, eri vesisyvyyksistä, pohjasedimentistä ja eliöistä yhteistyössä Suomen Ympäristökeskuksen Merikeskuksen ja Itä-Suomen yliopiston kesken.

Hankkeessa saatiin selville, että meri- ja järviympäristössä mikromuovien pitoisuus oli suurempi lähellä rannikkoa ja mahdollisia pistekuormitusalueita, kuten teollisuutta, lumenkaatopaikkoja tai jätevedenpuhdistamoja. Sen sijaan ulapalla mikromuovia oli vähemmän sekä pintavedessä että kaloissa. Mikromuovin määrä kalanäytteissä oli keskimäärin alle 1 mikrogramma per gramma kalaa, joten tulosten perusteella kalansyöntiä ei ole syytä rajoittaa ainakaan mikromuovin vuoksi.

Elintarviketutkimus poiki pakkaustutkimuksen

Ympäristönäytteiden lisäksi Itä-Suomen yliopistossa on kehitetty menetelmiä mikromuovien tutkimiseksi juomavedestä, pakatuista juomatuotteista ja nestemäisistä elintarvikkeista. Pohjois-Savon liiton Alueelliset innovaatiot ja kokeilut -rahoitus mahdollisti vuosina 2018−2019 kolme Pro gradu -tutkielmaa tästä aiheesta.

Juomavesinäytteitä otettiin talousveden valmistusprosessin eri vaiheista, ja niissä todettiin olevan vain muutamia mikromuovipartikkeleita tai ei mikromuovia lainkaan. Myös pullovesissä, mehuissa ja oluissa havaittiin vain pieniä määriä tai ei ollenkaan mikromuovia. Elintarvikenäytteiden kanssa kohdattiin suurimmat haasteet, sillä mikromuovien erottelu ruokamatriisista oli haastavaa.

Maitopakkauksista löydettiin huomattavasti enemmän mikromuoveja kuin vedestä ja muista juomatuotteista. Mikromuovien epäiltiin tulevan näytteisiin maitopurkkien auki repäistävästä kaatonokasta, mutta tulos kaipaa lisävarmistusta, koska tutkimuksen näytemäärän oli varsin pieni. Näiden tutkimusten perusteella pakkausmateriaalin ja -tyypin vaikutus elintarvikkeen mikromuovipitoisuuteen valikoitui yhdeksi jatkotutkimusaiheeksi.

Tutkimuskohteena ruuansulatus ja suolisto

Elintarvikkeiden muovipakkauksista syntyvien mikromuovien mahdollisia terveyshaittoja selvitetään diMPex-hankkeen (Suomen Akatemian rahoitus 2020−2024) myötä solutoksisuuskokeilla ja suolistomallilla. Ruokalaakso-hankkeessa (Pohjois-Savon liitto, EAKR-rahoitus 2018−2021) on pystytetty vastikään Itä-Suomen yliopiston kansanterveystieteen ja kliinisen ravitsemustieteen yksikön elintarviketutkimuslaboratorioon suolistomalli, joka perustuu standardoituun INFOGEST -menetelmään ja Minifors 2 -bioreaktorin käyttöön.

Suolistomallia on pilotoitu tähän mennessä pääasiassa vaihtoehtoisten proteiininlähteiden hyväksikäytettävyyden tutkimiseen. Nyt on tarkoituksena tutkia, miten mikromuovit ja niistä mahdollisesti vapautuvat yhdisteet käyttäytyvät ruuansulatuksessa ja vaikuttavat suolistomikrobistoon. Vaikutusten arvioinnista odotetaan alustavia tuloksia vuoden 2022 aikana.

Muoveista siirtyviä haitallisia aineita selvitetään yhteistyössä Itä-Suomen yliopiston farmasian laitoksen kanssa. Tutkimuksessa simuloidaan aineiden liukenemista ja kulkeutumista muoveista elintarvikkeisiin ja määritetään siirtyneiden aineiden pitoisuuksia muun muassa kromatografia-massaspektrometriaan perustuvin menetelmin. Tutkimukseen ja vaikutusten arviointiin tuo haastetta se, että muovit voivat toimia mahdollisena kuljettimena monille erilaisille yhdisteille.

Elintarviketurvallisuuteen ja ympäristön tilaan liittyvä mikromuovitutkimus ja -tietoisuus on lisännyt myös teollisuuden kiinnostusta aiheeseen. Tutkimusta ja yhteistyötä suunnitellaan muun muassa laitevalmistajien ja eri teollisuudenalojen kanssa, jotta voidaan kehittää entistä kattavampia ja nopeampia analyysilaitteita sekä saadaan lisätietoa mikromuovien määristä ja niiden vaikutuksista myös teollisissa prosesseissa.

Meneillään oleva mikromuovitutkimus kytkeytyy Itä-Suomen yliopiston monitieteiseen Vesivarojen kestävä yhteiskäyttö -tutkimusyhteisöön (WATER), jossa on asiantuntijoita luonnon-, ympäristö-, terveys-, yhteiskunta- ja kauppatieteen aloilta.

Juttu Kehittyvä elintarvike -lehdessä

Profiilikuva: Emilia Uurasjärvi

Emilia Uurasjärvi

Nuorempi tutkija

Profiilikuva: Kaisa Raninen

Kaisa Raninen

Projektitutkija

Profiilikuva: Arto Koistinen

Arto Koistinen

Tutkimusinfrastruktuurijohtaja