Микропластик — мелкие (обычно размером меньше пяти миллиметров[1]) частицы пластика[2].
Микропластик — это не особый вид пластмассы, а любой тип пластикового фрагмента длиной менее 5 мм[3][4]. Микропластик с гранулометрическим составом от 100 нм до 5 мм считается опасными для окружающей среды[5]. Эти фрагменты попадают в экосистемы из различных источников, включая косметику, одежду и промышленные процессы, а также образуются при разрушении более крупных пластиковых частиц.
О микропластике в окружающей среде сообщалось с начала 1970-х, задолго до того, как этот термин был впервые использован в 2004 году Томпсоном и др. для описания пластиковых частиц микроскопического размера. Сегодня микропластик обнаружен практически во всех исследованных средах: от горных вершин до глубоководного дна океана и полярных регионов[6].
Микропластик накапливается в окружающей среде в больших количествах.
Частицы микропластика медленно разлагаются и могут попадать в живые организмы[7][8]. Полный цикл и движение микропластика в окружающей среде ещё не известны, но в настоящее время проводятся исследования для изучения этого вопроса[9][10].
По механизму попадания в окружающую среду, микропластик делится на две категории[11][12]:
Первичный микропластик — частицы пластика, производимые промышленным способом и добавляемые в косметику и средства гигиены. После использования средств содержащийся в них микропластик попадает в канализацию
Вторичный микропластик — образуется при износе содержащих пластик изделий при их эксплуатации и обслуживании (истирание шин и дорожной разметки, стирка одежды из синтетических волокон и т. п.) За каждые 100 километров езды от автомобильных шин стирается примерно 20 граммов пластиковой пыли. Считается, что около двух третей микропластика, образующегося при износе пластиковых изделий, смывается с дорог (по другим данным, 90 %[13]), и ещё примерно 25 % попадает в канализацию при каждой стирке синтетических тканей, от которых отслаиваются сотни тысяч микроволокон[14]. Также микропластик образуется при разрушении предметов из пластика под воздействием факторов окружающей среды, в частности солнечного излучения. Основная причина — разложение пластиковых отходов[12][14][15]. Некоторыми исследователями микропластик, образующийся при износе пластиковых изделий относится к первичному[16].
Шарики на основе полиэтилена в зубной пасте
Другие классификации.
Помимо классификации микропластика по источникам можно отметить морфологическую классификацию. В зависимости от формы обычно выделяют микроволокна, микропленки и микрогранулы.
И, естественно, существует химическая классификация — на основе полимеров, которые входят в состав микропластика.
Современные методы исследования позволяют обнаруживать также частицы размером менее 1 мкм, для которых применяется термин «нанопластик»[10].
Источники микропластика
Ежегодно в мировой океан попадает около восьми миллионов тонн пластикового мусора. 67 % пластикового мусора, попадающего в океан, приносят с собой 20 рек, в основном — азиатских[17][18].
Согласно данным гидроэкологов из Helmholtz Center for Environmental Research в Лейпциге, 90 процентов всего пластика в Мировом океане протекает всего через 10 рек. Все они проходят через густонаселённые районы; восемь из них — в Азии и две в Африке. Больше всего пластика в океан попадает из реки Янцзы в Китае[19].
Одним из источников пластикового мусора в Мировом океане является рыболовство. Согласно исследованию 2022 года, от 75 до 86 % общей массы пластикового мусора в Большом тихоокеанском мусорном пятне составляют отходы, связанные с рыболовством (рыболовные снасти, сети и т. п.)[20].
Разрушение пластикового мусора является одним из существенных источников микропластика, поступающего в мировой океан, но точно определить количество образующегося таким образом микропластика затруднительно[16].
В исследовании 2017 года, посвященному изучению других, помимо разрушения плавающего пластикового мусора, источников попадания микропластика в мировой океан, было отмечено, что 35 % такого микропластика образуется при стирке одежды из синтетических тканей, 28 % — при износе автомобильных шин, 24 % является городской пылью, 7 % возникает при износе дорожной разметки, 3,7 % при разрушении лакокрасочных покрытий морских судов. На первичный микропластик из средств личной гигиены приходится только 2 %, и всего 0,3 % — на утерю промышленных пластиковых гранул при их производстве, транспортировке и переработке. Данное исследование не учитывало микропластик, образующийся из натурального каучука, при его учёте доля микропластика, имеющего своим источником износ автомобильных шин, возрастает до 46 %[16].
Распространение
Микропластик в отложениях рек
Как показали исследования, в организмах морской фауны находится большое количество частиц микропластика. Исследование от 2022 года показало наличие микропластика у шести видов двустворчатых моллюсков, используемых в коммерческих целях на тихоокеанском побережье Коста-Рики, Центральная Америка[21]. Кроме того, микропластик содержится в 83 % пробах водопроводной воды по всему миру (в США — 94 %[22][23])[24][25].
Частицы пластика обнаружены в упакованной морской соли, пиве[18][26].
Австрийские учёные обнаружили частицы микропластика в фекалиях жителей восьми стран[27] (Финляндии, Италии, Японии, Нидерландов, Польши, России, Великобритании и Австрии). В исследованных образцах было обнаружено в среднем 20 частиц пластика на десять грамм биоматериала.
Микропластик обнаружен в рыбе, дождевых червях и других видах животных[26][28][29].
Микроволокна пластика составляют от 15 % до 31 % от общего количества загрязняющей океан пластмассы, что составляет около 9,5 млн тонн микропластика в год[30].
В 2017 году было исследовано 38 брендов минеральной воды, продаваемых в Германии: 26 брендов в пластиковых бутылках, 9 брендов в стеклянных бутылках и 3 бренда воды в картонных пакетах. Все виды минеральной воды содержали фрагменты микропластика. 80 % всех обнаруженных частиц имели размер от 5 до 20 мкм[31].
Недавние исследования показали, что микропластик широко распространен в биотических и абиотических компонентах Тибетского нагорья, даже на самой высокой в мире горе Эверест. Концентрация микропластика на Тибетском нагорье оказалась ниже, чем в густонаселенных низменностях, но выше, чем в океанической системе[33].
Влияние на здоровье людей и окружающую среду
Пробы микропластика
Точных данных о возможном влиянии микропластика на здоровье людей нет, существующие обзорные научные исследования не позволяют сделать однозначные выводы[34][35].
Отмечается, что частицы микропластика химически инертны, а организм человека постоянно взаимодействует с аналогичными по размерами частицами пыли, имеющими естественное происхождение. Есть ли существенное отличие воздействия микропластика от воздействия таких пылевых частиц, пока не выяснено[36].
По мнению ВОЗ, химические вещества и микробные агенты, связанные с микропластиком, представляют низкую опасность для здоровья. Относительно самих частиц, организация отмечает, что нет данных, говорящих о явной опасности для здоровья частиц микропластика, содержащихся в питьевой воде. Результаты ограниченных токсикологических исследований воздействия микропластика на животных вызывают сомнения, поскольку они получены при очень высоких концентрациях микропластика, не наблюдаемых в питьевой воде[38].
Ежегодно средний американец съедает и вдыхает более 70 000 пластиковых частиц[39]. Доказано, что вдыхание микропластика и нанопластика является одним из основных путей проникновения этих пластиковых частиц в организм человека[40]. Из различных экспериментальных данных было документально подтверждено, что концентрация микропластика в воздухе помещений была выше, чем в воздухе снаружи[40]. Было подсчитано, что атмосферный микропластик может сохраняться в лёгочной жидкости в общей сложности 180 дней без каких-либо изменений площади его поверхности[41].
Источники пищи и воды, загрязненные микропластиком, также являются одним из основным источников воздействия микропластика на людей[40].
В марте 2022 года в журнале Environment International были опубликованы результаты исследования учёных медицинского центра Университета Амстердама, которые впервые обнаружили микропластик в крови человека. Авторы исследования изучили образцы крови 22 анонимных доноров (взрослые и полностью здоровые люди). В 17 образцах были обнаружены частицы пластика размером от 0,0007 мм. В половине из них был пластик ПЭТ, использующийся при производстве бутылок для воды и напитков. В трети образцов найдены частицы полистирола, из которого изготавливают упаковку для пищевых продуктов, в четверти образцов содержались следы полиэтилена, из которого изготавливаются пластиковые пакеты. Результаты исследования свидетельствуют о том, что частицы пластика, попадая в организм человека, могут перемещаться по нему вместе с кровью и оседать в разных органах[42].
Неизвестно, способны ли частицы микропластика проникать в лимфатическую систему и оказывать какое-либо влияние на органы. Исследования на животных показывают, что микропластик может повреждать кишечник и печень[25][43][44][45].
Теоретически частицы размером меньше 150 микрон (а особенно меньше 50 микрон) способны проникать через стенку кишечника в клетки крови и внутренние органы[25][28].
Согласно некоторым исследованиям, проглоченные частицы микропластика могут повреждать внутренние органы, а также выделяют внутри организма опасные химические вещества — от бисфенола А (БФА), негативно влияющего на эндокринные органы, до пестицидов. Это может нарушать защитные функции организма и останавливать рост и размножение клеток[26][46]. Частицы микропластика могут приводить к образованию тромбов[26][46].
Многие компоненты пластика могут отрицательно влиять на эндокринную систему[25][28].
Исследование, опубликованное в 2022 году журналом Sciencedirect, обнаружило микропластик в лёгочной ткани человека с помощью спектроскопии[47]. 39 микропластиков было обнаружено в 11 из 13 проанализированных тканей лёгких, причём у мужчин было обнаружено больше пластика, чем у женщин. Исследователи отмечают, что они не ожидали найти микропластик в нижней части легких. При этом неизвестно, оказывает ли микропластик какое-либо отрицательное воздействие на лёгкие, для ответа на этот вопрос нужны дополнительные исследования[48].
В мае 2024 года медики из Университета Нью-Мексико опубликовали в журнале Toxicological Sciences[англ.] исследование о наличии микропластика в яичках мужчин и собак. При помощи пиролитической газовой хромато-масс-спектрометрии[англ.] было обнаружено 12 типов микропластика (с преобладанием полиэтилена) во всех 47 собачьих и 23 человеческих образцах. Была выявлена взаимосвязь между массой семенников и содержанием в них ПВХ и ПЭТ. В результате был сделан вывод, что присутствие микропластика в репродуктивной системе может повлиять на мужскую фертильность[49][50].
Вывод микропластика из организма
Исследование на курах показало, что полистирольные микрочастицы плохо абсорбируются, что менее 1% введенной дозы обнаруживалось в крови, яйцах и тканях птиц. В течение первых суток около 96% частиц вышло из организма, что указывает на низкий риск для безопасности пищи[51].
Микропластик в косметике и бытовой химии
Федеральный институт оценки рисков оценил риск, связанный с концентрацией микропластика в моющих средствах для рук, средствах для мытья лица, масках и зубной пасте. Был сделан вывод, что микропластик, используемый в таких продуктах, может привести к повреждению кожи из-за местного воспаления и цитотоксичности. Содержащиеся в косметике микропластики размером менее 100 нм легко проникают через эпителиальный барьер нашей кожи. Между отшелушивающим средством для кожи и очищающим средством может произойти прямой контакт с микропластиком. Хотя кожный контакт с мелкими частицами пластика не представляет серьёзной опасности для здоровья, следует быть достаточно осторожным с тем, чему подвергается кожа. Исследования показали наличие микропластика и нанопластика на лице и коже человеческого тела. Когда воздействие этих частиц увеличивается, из-за их небольшого размера они могут пересекать слой кожи, что приводит к различным реакциям в организме[40].
Влияние микропластика на насекомых
Микропластик может негативно повлиять на выживание, размножение, развитие и микробиоту кишечника насекомых[52].
Организмы, устойчивые к микропластику
Микропластик не оказывает негативного влияния на выживаемость, развитие, метаболизм и пищевую активность ракообразных Gammarus pulex[53].
Борьба с микропластиком
Чтобы минимизировать попадание микропластика в организм, учёные предлагают использовать фильтры (в частности, фильтр обратного осмоса для воды и HEPA-фильтры для воздуха). Как показывают исследования, обычное кипячение позволяет удалить 80 % частиц микропластика (размером 0,1-150 мкм) из бытовой водопроводной воды[25][54]. По мнению доктора Герберта Тильга, президента Австрийского общества гастроэнтерологии следует избегать пластиковых бутылок и контейнеров для пищи.
Однако, как отмечают исследователи, даже при таком подходе не удастся полностью избежать микропластика, который нас окружает[25].
В начале 2019 года правительство Евросоюза запретило добавлять в продукты все виды пластика. В первую очередь это относится к косметической индустрии. Производителям придётся заменить пластик на биологическую альтернативу[2].
Многие предприятия, занимающиеся производством пластика, приняли на себя обязательства в рамках реализуемой с 1992 года программы Operation Clean Sweep, предусматривающей реализацию ряда мероприятий, предотвращающих попадание пластиковых гранул в окружающую среду в ходе их производства, хранения и утилизации[55][56][57].
Очистка воды от микропластика
Исследование показало, что кипячение воды может удалить до 84% микропластика (фрагментов и волокон менее 5 миллиметров). Эффективность метода зависит от жесткости воды: в воде с содержанием CaCO3 от 60 до 300 мг/л удаляется больше микропластика, чем в мягкой воде (менее 60 мг/л CaCO3), из которой удаляется лишь 25% загрязнения. В процессе кипячения микропластик связывается с карбонатом кальция (CaCO3) и выпадает в осадок. Эксперименты проводились с частицами полистирола, полиэтилена и полипропилена размером от 0,1 до 150 микрометров. Наиболее эффективно связывались частицы размером 0,1 микрометра и полистирол, допированный карбоксильными группами. Температура кипячения составляла 100°C, что оказалось значительно эффективнее простого нагревания воды до 25-90°C[58].
↑aurent C. M. Lebreton, Joost van der Zwet, Jan-Willem Damsteeg, Boyan Slat, Anthony Andrady & Julia Reisser.River plastic emissions to the world’s oceans (неопр.). nature.com. Дата обращения: 20 декабря 2019. Архивировано 10 февраля 2021 года.
↑Weilin L. Shelver, Amy M. McGarvey, Lloyd O. Billey, Amrita Banerjee.Fate and disposition of [14C-polystyrene microplastic after oral administration to laying hens] (англ.) // Science of The Total Environment. — 2024-01. — Vol. 909. — P. 168512. — doi:10.1016/j.scitotenv.2023.168512.
