Mikromuovien lähteet ja vaikutukset maaympäristössä
Mikromuovien kulkeutuminen maaperään
Liikenteen aiheuttamista mikromuovipäästöistä ja niiden merkittävyydestä on puhuttu viime vuosina paljon. Autonrenkaista ajon aikana irtoava rengaspöly sekä tien pinnasta kuluvat maalit ovat merkittäviä mikromuovien päästölähteitä niin maaperään kuin vesistöihinkin.
On arvioitu, että jopa valtaosa liikenteestä vapautuvista rengashiukkasista päätyisi nimenomaan maaperään. Massapitoisuudet maaperässä kuitenkin laskevat nopeasti tienreunasta poispäin mentäessä. Toisaalta pienet hiukkaset kulkeutuvat suuria hiukkasia kauemmaksi, joten pieniä rengaspölyhiukkasia voi löytyä kauempaakin kuin aivan teiden läheisyydestä.
Kaupunkiympäristöissä mikromuoveja voi päätyä maaperään irtoamalla myös suuremmista muovinkappaleista sekä käytössä olevien materiaalien että roskaantumisen kautta. Niitä voi irrota myös esimerkiksi erilaisista maaleista ja pinnoitteista.
Maaperään päätyy mikromuoveja myös jätevesilietteistä
Yksi merkittävimmistä maaperän mikromuovilähteistä on yhdyskuntien jätevesiliete. Jäteveden puhdistamolla valtaosa mikromuoveista päätyy lietteeseen ja edelleen maaperään, kun lietteitä hyödynnetään maanparannusaineina. Yhdyskuntalietteitä käytetään sekä maataloudessa että viherrakentamisessa.
Suomalaisessa tutkimuksessa havaittiin, että 99 prosenttia mikromuoveista poistui suomalaisen jätevesipuhdistamon jäteveden puhdistusprosessissa. Näistä hiukkasista 80 prosenttia päätyi jätevesilietteeseen ja loput palautuivat takaisin puhdistusprosessiin.
Valtaosa jäteveden mikroroskasta oli erilaisia kuituja. Suomen jätevedenpuhdistamoilla syntyy vuosittain noin 150 000 kuiva-ainetonnia puhdistamolietettä, josta noin 90 prosentin on arvioitu päätyvän maanparannusaineeksi viherrakentamiseen ja maatalouteen.
Suomessa maatalousmaiden mikromuovien määriä selvitetään parhaillaan Maatalouden kehittämisrahaston rahoittamassa MicrAgri-hankkeessa.
Muut maaperän mikromuovien lähteet
Jätevesilieteperäisten lannoitteiden lisäksi mikromuoveja voi päätyä maatalousmaahan esimerkiksi muissa lannoitteissa, maanparannusaineissa tai kasteluvedessä olevien epäpuhtauksien kautta tai katekalvoista, säilörehupaaleista ja muista maassa käytettävistä muovituotteista, kun ne ajan myötä hapertuvat tai kun niitä rasitetaan mekaanisesti.
Myös työkoneiden maalipinnoista tai renkaista voi irrota mikromuoveiksi luokiteltavia hiukkasia. Lisäksi mikromuoveiksi luetaan muovipolymeereihin kapseloidut hidasliukoiset lannoitteet ja torjunta-aineet sekä pinnoitetut siemenet.
Euroopan kemikaalivirasto ECHA on arvioinut näiden olevan merkittävä maaperän mikromuovilähde Euroopassa. Tuotteisiin on tarkoituksellisesti lisätty mikromuoveja, ja ECHA on esittänyt niiden käytön rajoittamista.
Maarakentamisessa ja viherrakentamisessa maahan upotetaan myös erilaisia synteettisiä suodatin- ja maisemointikankaita, joista voi irrota mikromuoveja.
Maaperässä mikromuovit voivat kulkeutua laajemmalle alueelle veden ja maaperän kolloidien mukana. Myös eläimet kuljettavat mikromuovihiukkasia maaperässä levittäen niitä sekä laajemmalle alueelle että syvemmälle maaperään.
Mikromuovien vaikutukset maaperässä
Maaperä muodostuu jo itsessään erikokoisista ja -muotoisista hiukkasista, jotka määräävät maaperän ominaisuuksia ja sitä kautta vaikuttavat myös sen eliöyhteisöön. Esimerkiksi suurempirakeinen hiekka läpäisee paremmin vettä ja toisaalta pidättää ravinteita huonommin kuin hienojakoinen savi.
Mikromuovien vaikutukset maaperän ominaisuuksiin riippuvatkin paitsi hiukkasten koosta, muodosta ja muista ominaisuuksista, todennäköisesti myös maaperän ominaisuuksista.
Esimerkiksi samastakin muoviaineksesta peräisin olevat erikokoiset hiukkaset tai vastaavasti eri materiaalista peräisin olevat samankokoiset hiukkaset voivat vaikuttaa maaperän vedenläpäisevyyteen jopa päinvastaisesti.
Joissakin tapauksissa vaikutukset ovat olleet voimakkaampia pienemmissä pitoisuuksissa kuin suuremmissa pitoisuuksissa, mikä saattaa johtua muovien vuorovaikutuksesta maaperän hiukkasten kanssa.
Mikromuoveilla vaikutuksia maaperän huokoisuuteen
Maaperän vedenpidätyskyvyn lisäksi mikromuovien on todettu vaikuttavan maaperän huokoisuuteen ja maapartikkeleiden aggregaatioon. Nämä maaperän ominaisuuksien muutokset voivat tehdä maaperästä alttiin kuivumiselle.
Mikromuovien vaikutukset maaperän ominaisuuksiin saattavat heijastua maaperän prosesseihin, mikrobiyhteisöön sekä kasvien kasvuun ja ravinteidenottoon. Mikromuovien onkin havaittu vaikuttavan mikrobiyhteisön rakenteeseen, mikrobiaktiivisuuteen sekä kasvien juurten ja verson kasvuun.
Vaikutukset vaihtelevat mikromuovien ja maaperän ominaisuuksien mukaan, joten sekä negatiivisia että positiivisia vaikutuksia on havaittu.
Muovihiukkasten mahdollisia suoria vaikutuksia on kuitenkin vaikea erottaa esimerkiksi maaperän ominaisuuksien muutosten kautta ilmenevistä epäsuorista vaikutuksista. Lisäksi tutkimuksissa käytetyt mikromuovipitoisuudet ovat yleensä korkeampia kuin mitä ympäristöstä löytyvät pitoisuudet ovat. Erityisesti pienten mikromuovien analysointi maaperästä on haasteellista, minkä vuoksi pienimpien hiukkasten ympäristöpitoisuuksia maaperässä ei tiedetä.
Vaikutuksia eliöiden lisääntymiseen, kasvuun ja selviytymiseen
Mikromuovien on joissakin tutkimuksissa todettu vaikuttavan haitallisesti lierojen, änkyrimatojen ja hyppyhäntäisten lisääntymiseen, kasvuun ja/tai selviytymiseen. Mikromuovien vaikutukset maaperäeläinten elinkykyyn tai poikastuottoon ovat kuitenkin yleensä olleet lieviä tai ilmenneet vasta korkeilla pitoisuuksilla ja osassa tutkimuksissa ja kaikilla maaperäeläimillä näitä vaikutuksia ei ole havaittu.
Toisaalta tutkimukset ovat yleensä olleet suhteellisen lyhytkestoisia, eikä pitkäaikaisia, monen sukupolven yli yltäviä mahdollisia vaikutuksia maaperäeläinpopulaatioihin vielä tiedetä.
Lisäksi mikromuovien on lyhytkestoisissakin altistuksissa todettu aiheuttavan biokemiallisia vaikutuksia, kuten oksidatiivista stressiä, immunologisia vaikutuksia sekä muutoksia energiavaroissa.
Niiden on havaittu myös estävän hyppyhäntäisten liikkumista maaperässä sekä vaurioittavan etanoiden ruoansulatusjärjestelmää. Myös maaperäeläinten kohdalla eri tutkimusten tulokset vaihtelevat huomattavasti, mikä viittaa siihen, että mikromuovien vaikutukset riippuvat hiukkasten ominaisuuksista.
Mikromuovit kulkeutuvat ravintoverkossa
Maaperäeläimet voivat myös toimia mikromuovien reittinä maanpäälliseen ravintoverkkoon. Esimerkiksi lierot, joiden on todettu nielevän mikromuoveja, ovat monien lintujen ja piennisäkkäiden ravintoa. Maaperäeläimet myös kuljettavat mikromuoveja maaperässä ja voivat pilkkoa niitä toiminnallaan pienemmiksi. Pienemmät mikromuovit ovat puolestaan paremmin pienikokoisten maaperäeläinten nieltävissä.
Nanomuovien kertymistä kasveihin on tutkittu myös viime vuosina. Tutkimuksessa havaittiin, että eri tavoin varautuneet nanomuovihiukkaset pystyvät kulkeutumaan lituruohoon, kun kasveja kasvatettiin vesiliuoksessa. Lisäksi havaittiin, että positiivisesti varautuneet nanomuovihiukkaset häiritsivät kasvien kasvua ja taimien kehitystä enemmän kuin negatiivisesti varautuneet nanomuovihiukkaset.
Mikromuovit kulkeutuvat haitta-aineiden tavoin maaperästä ravintoverkkoihin. Suomen ympäristökeskuksen tutkija Katri Senilä selvitti väitöskirjatutkimuksessaan puhdistamolietepohjaisten lannoitteiden sisältämiä haitta-aineita sekä haitallisuutta kasveille, maaperäeläimille, eläinsoluille ja bakteereille. Lisäksi hän on tutkinut haitta-aineiden kertymistä maaperään ja peltolieroihin puhdistamolietelannoituksen seurauksena. Väitöskirja on osa Syken koordinoimaa BIOLTA-hanketta.
