Mikroskopijne cząsteczki tworzyw sztucznych w wodzie mogą utrudniać walkę z niebezpiecznymi bakteriami. Nowe badanie pokazuje, że nanoplastiki wzmacniają biofilm bakteryjny, przez co staje się on bardziej odporny na działanie środków dezynfekujących. Może to mieć znaczenie dla bezpieczeństwa systemów dostarczających wodę

Nanoplastiki od kilku lat budzą niepokój naukowców. Wykrywano je już w wodzie pitnej, żywności, powietrzu, a także w ludzkich tkankach. Dotychczas najwięcej uwagi poświęcano temu, jak wpływają na organizm człowieka po przedostaniu się do niego. Nowe badanie sugeruje jednak, że mogą szkodzić również pośrednio, zmieniając zachowanie drobnoustrojów obecnych w sieciach wodociągowych.

Badacze z Virginia Tech wraz z międzynarodowym zespołem opisali na łamach czasopisma Water Research, że nanoplastiki mogą wzmacniać biofilmy, czyli warstwy bakterii osadzające się na powierzchniach wewnątrz instalacji wodociągowych. Takie biofilmy trudniej usunąć, a tworzące je bakterie stają się bardziej odporne na dezynfekcję.

„Bardzo ważne jest lepsze zrozumienie szkodliwego wpływu nanoplastików na zdrowie człowieka, nie tylko bezpośredniego, lecz także wynikającego z ich oddziaływania na środowisko, które pośrednio wpływa na nasze zdrowie. Nanoplastiki mogą zwiększać przeżywalność patogenów opornych na środki przeciwdrobnoustrojowe, co może mieć konsekwencje dla środowiska i zdrowia publicznego” – mówi Jingqiu Liao, adiunkt w dziedzinie inżynierii lądowej i środowiskowej na Virginia Tech.

Biofilm staje się silniejszy

Biofilm to skupisko mikroorganizmów otoczonych warstwą substancji wytwarzanych przez bakterie. Dzięki niemu mogą przyczepiać się do powierzchni i skuteczniej bronić przed niekorzystnymi warunkami. W wodociągach biofilm tworzy się między innymi na wewnętrznych ścianach rur.

Nie każdy biofilm jest szkodliwy. W wielu środowiskach pomaga usuwać zanieczyszczenia. Problem pojawia się, gdy zawiera bakterie chorobotwórcze. W takim przypadku staje się dodatkową przeszkodą w procesie uzdatniania wody.

Naukowcy badali biofilm złożony z dwóch dobrze znanych gatunków bakterii: Escherichia coli i Pseudomonas aeruginosa. Okazało się, że po kontakcie z nanoplastikami bakterie zaczęły intensywniej komunikować się ze sobą za pomocą sygnałów chemicznych, produkować więcej substancji wzmacniających biofilm oraz uruchamiać mechanizmy obrony przed wirusami atakującymi bakterie, czyli bakteriofagami. Wszystkie te procesy sprawiły, że biofilm stał się bardziej zwarty i odporny.

Trudniejsze uzdatnianie wody

Najważniejszy wniosek z badania ma wymiar praktyczny. Wzmocniony biofilm znacznie lepiej znosi działanie środków dezynfekujących stosowanych w systemach uzdatniania i dystrybucji wody. „Kiedy nanoplastiki oddziałują z biofilmem i znajdującymi się w nim bakteriami, mogą go wzmacniać i sprawiać, że staje się bardziej odporny na działania mające utrzymać wodę w czystości” – wyjaśnia Jingqiu Liao.

Autorzy podkreślają, że oznacza to potencjalnie większe ryzyko powstawania trudnych do usunięcia biofilmów na powierzchniach wykorzystywanych w uzdatnianiu i przesyle wody. Nie oznacza to jeszcze, że nanoplastiki bezpośrednio zwiększają liczbę zakażeń u ludzi. Badanie pokazuje jednak mechanizm, który może utrudniać kontrolowanie bakterii w infrastrukturze wodociągowej.

Zdaniem autorów konieczne są dalsze badania nad bardziej złożonymi społecznościami drobnoustrojów występującymi w rzeczywistych sieciach wodociągowych. Naukowcy chcą również sprawdzić, czy podobne efekty wywołują większe cząstki mikroplastiku, które mogą oddziaływać z bakteriami w inny sposób.

Badanie wpisuje się w szybko rozwijający się nurt analiz dotyczących skutków obecności mikro- i nanoplastików w środowisku. Coraz więcej prac pokazuje, że ich wpływ nie ogranicza się do samego zanieczyszczenia. Mogą one również zmieniać funkcjonowanie mikroorganizmów, od których zależy bezpieczeństwo wody i wielu innych elementów środowiska.

Źródła:

• Virginia Tech, Tiny plastics in drinking water may be making dangerous bacteria stronger.
• Haibo Wang, Hui Chen, Chujin Ruan, Jingqiu Liao i in., Nanoplastics induce prophage activation and quorum sensing to enhance biofilm mechanical and chemical resilience, Water Research (2026), DOI: 10.1016/j.watres.2025.124712.

• Nauki ścisłe i nauki o Ziemi