Раньше предметом исследований был только микропластик — частицы от 1 до 500 микрометров (в миллиметре 1000 микрометров). Теперь удалось подсчитать в воде наночастицы меньше 1 микрометра. Оказалось, что большинство таких частиц — вовсе не ПЭТ (полиэтилентерефталат), из которого делаются пластиковые бутылки, как можно было бы подумать. Это мельчайшие полиамидные частицы — такие же должны содержаться в большом количестве и в воде из стеклянной тары. В литровой пластиковой бутылке содержится 240 тыс. пластиковых частиц субмикронного размера, и большая их часть — тот самый полиамид.
"Полиамидные частицы образуются в результате стирки одежды и попадают в сточные воды. От стирки человечество точно не сможет и не должно отказаться. Интересно, что если бы такое исследование было проведено на воде из стеклянных бутылок, то результат был бы почти тем же самым. Авторы исследования просто смогли понизить порог определения частиц пластика субмикронного размера. Они обнаружили более маленькие частицы пластика, которых, естественно, больше, поскольку большая частица распадается на много маленьких. Но если пойти еще дальше и дойти до молекул, то их будет еще больше. Чем меньше размер частицы, тем она легче проникает в кровь или даже внутрь клетки. Однако токсичность частиц как микро-, так и нанопластика наукой не доказана", — заявил ТАСС один из крупнейших в России специалистов по микропластику Алексей Хохлов, академик РАН, заведующий кафедрой физики полимеров и кристаллов физического факультета МГУ.
Еще один значимый факт — частицы микропластика, попав в человеческий организм, не могут сразу попасть в клетки. Сначала они взаимодействуют с поверхностно-активными веществами — сурфактантами. Эти вещества предпочитают находиться на границе между гидрофобной средой (частицами пластика) и гидрофильной (водой). Они как бы "облепляют" частицы нанопластика, объясняет Хохлов. Точно так же происходит и с другими частицами, которые попадают в организм с водой. Поэтому в реальности частицы микропластика воздействуют на организм человека почти так же, как и любая пыль или, например, песок.
"Человеческий организм миллионы лет сосуществует с пылью и песком. Реакция на них организма примерно такая же, как и на пластик. Частицы как микро-, так и нанопластика химически инертны — то есть они не вступают в химические реакции внутри человеческого организма", — объяснил Хохлов.
Существенным выводом является и то, что в проанализированной бутилированной воде обнаружены частицы микропластика не только из материала упаковки, но и из других, "чужеродных" полимеров, считает один из самых известных в стране исследователей полимеров, член-корреспондент РАН Сергей Люлин. Более того, в некоторых сортах воды чужеродный микропластик преобладает, что ставит вопросы об источниках его появления в воде. Размеры же детектируемых частиц важны потому, что они определяют проникающую способность частиц: чем частицы меньше, тем легче они преодолевают барьеры внутри организма. Но такая зависимость от размера относится не только к частицам пластика, но и к любым частицам сопоставимых размеров.
Исследование позволит в будущем ответить на вопрос о влиянии частиц микропластика на здоровье по сравнению с частицами схожих размеров из других материалов. Никаких выводов об опасности от наличия частиц микропластика в бутилированной воде в этой работе не делается, не это является предметом исследования американских ученых.
Непластиковый наномир
В течение жизни человека окружает огромное количество малых частиц: пыль, мелкие кусочки древесины, песка. Есть ли существенное отличие частиц микропластика по опасности воздействия на живые организмы по сравнению с другими частицами, распространенными в окружающей среде? На этот вопрос ученым еще только предстоит ответить.
В частности, в водную среду попадает большое количество нано- и микрочастиц разной природы, как произведенных человеком, так и всегда существовавших в окружающей среде. При этом полимерные частицы стабильны и инертны, поэтому их опасность для здоровья далеко не очевидна.
"Нужно сравнивать возможное влияние на здоровье человека полимерных частиц и частиц другой природы, распространенных в окружающей среде. И скорее всего, полимерные частицы в итоге окажутся наиболее безопасными, несравнимыми с тяжелыми металлами, которые могут вызывать различные опасные заболевания", — считает Люлин.
Металлические наночастицы, возможно, когда-нибудь станут более серьезной проблемой для экологии, чем пластиковые. Или по крайней мере не менее. В опубликованном в "Вестнике Московского университета" исследовании коллектива российских ученых "Наночастицы в водной среде: риски и возможности их контроля с помощью микроводорослей" было спрогнозировано, что с 2020 по 2025 год мировой рынок наночастиц из оксидов металлов и металлоидов вырастет на 7%.
Наночастицы проникают в природные экосистемы при производстве, использовании и утилизации продуктов, в которых они содержатся. Промышленные предприятия, где синтезируют или используют углеродные наноструктуры; аэрозоли, которые образуются при сжигании сельхозотходов и при использовании углеводородного топлива на электростанциях, плюс природные явления, такие как извержения вулканов, лесные и степные пожары, — вот главные источники наночастиц на основе металлов в воде и воздушной среде. Их опасность не только в потенциальном влиянии на человеческий организм. Они переносчики органических и неорганических загрязнителей — токсичных частиц.
Металлические наночастицы попадают и в воздух. И, конечно, в воздухе содержится большое количество пыли, которая вызывает аллергические реакции. Пыльца растений — настоящая проблема для большого количества людей на планете. По данным совместного исследования "Сбер Еаптека" и "Инвитро" 2023 года, у 54% россиян есть негативная реакция на пыльцу, у 50% — на пыль и плесень.
Помимо обычной пыли, в воздухе присутствует и, к примеру, кремнезем, или диоксид кремния, — комбинация кремния и кислорода. Его используют в качестве пищевой добавки, чтобы продукты не слипались. Применение диоксида кремния в пищевой промышленности ученые считают достаточно безопасным. Но наночастицы кремнезема при вдыхании могут оказывать негативное воздействие на людей. Это уже стало предметом для исследований.
Пластик как неизвестное
Наличие в природе микро- и наночастиц никого не настораживает, так как они — часть мироустройства. Но когда речь заходит о микропластике, мы начинаем беспокоиться. Это связано с тем, что пластик и его свойства недостаточно известны, несмотря на его повсеместное распространение на планете.
Широкое применение пластика в экономике и быту началось еще в середине XX века. Во многих отраслях он способствовал технологическому прорыву — например, в строительстве и производстве транспорта. Медицина благодаря появлению пластиковых материалов стала намного доступнее и эффективнее. Ведь именно из полимерных материалов делают такие востребованные вещи, как одноразовые шприцы, пакеты для переливания крови, протезы, медицинские перчатки.
Развитие медицины — одна из главных причин роста продолжительности жизни на планете. Она с 1950 по 2024 год увеличилась с 46 до 73 лет. При этом пластик — это та самая бутылка, которая сделала питьевую воду доступной и безопасной в тех регионах, где нельзя просто пить из водопровода. Например, в Индии и других восточных странах. Развезти по всему миру миллионы стеклянных бутылок или жестяных банок не удалось бы так просто и дешево, как пластиковую тару.
Пластиковая упаковка играет большую роль и в обеспечении продовольственной безопасности в мире. Она в разы увеличивает сроки хранения продуктов и облегчает доставку еды в страны с неразвитой экономикой. Во многом благодаря распространению пластиковой упаковки в последние десятилетия сильно сократился разрыв в уровне жизни в разных регионах мира. В 1950-е годы XX века в Норвегии ожидаемая продолжительность жизни составляла 72 года, а в Мали — 26 лет. Сегодня в странах Африки она достигла в среднем 60 лет. Гигантский разрыв в уровне жизни сократился во многом благодаря повышению доступности медицины и увеличению срока годности продуктов.
Но о микропластике известно еще меньше — его исследования начались только в XXI веке. Определено, что это частицы пластика размером меньше 5 мм, которые попадают в воду и землю. Причем если до 2017 года ученые считали, что в основном микропластик скапливается в Мировом океане, то сегодня в ученой среде преобладает мнение, что в земле его даже больше.
Если микропластик — это частички крупного пластика, то можно подумать, что он образуется в основном от распада пластиковых изделий. На самом деле главная часть микропластика — это волокна синтетических тканей (нейлона, акрила, полиэстера), попадающих в окружающую среду при стирке. По данным Международного союза охраны природы, на синтетику приходится около 35% микропластика. На втором месте (28%) микропластик, который выделяется из-за трения при контакте автомобильных покрышек с дорогой. Частицы пластика попадают на обочины дорог, в воду, а затем оказываются в Мировом океане. На третьем (24%) — городская пыль (это общее название, которое ученые дали ряду источников микропластика в городах). Остальной объем приходится на дорожную разметку, лакокрасочное покрытие океанских лайнеров и средства личной гигиены.
Как снизить объем пластиковых отходов?
Каким бы ни было происхождение микропластика, задача переработки пластиковых материалов не теряет актуальности. Пусть микропластик не связан напрямую с накоплениями крупного пластика (бутылок и других пластиковых изделий) в природе — все равно это экологическая проблема, требующая решения.
Решить ее можно только совместными усилиями потребителей, общества, производителей, ученых и государства. Сдать пластиковые бутылки на переработку — задача для потребителей. Выпускать пластиковую упаковку, пригодную для утилизации, развивать технологии вторичной переработки — задача для производителей. Упаковка должна быть однослойной, чтобы при переработке ее не приходилось разделять на несколько слоев, иначе это делает процесс утилизации слишком сложным. Кроме того, при производстве полимерных изделий используются различные добавки для улучшения их свойств, придания большей пластичности или, например, устойчивости к воздействию солнечного света.
"Необходимо стремиться к унификации таких добавок. Это существенно облегчит переработку: если в разных бутылках из полиэтилентерефталата есть разные химические добавки, то это может ухудшить качество смеси вторичных полимеров и снизить возможность их переработки. Унификация, помимо этого, облегчит контроль над использованием добавок, которые могут быть токсичными", — подчеркивает Люлин.
Эксперт напоминает, что сейчас менее 10% полимерной продукции идет на вторичную переработку. Эту долю нужно существенно повышать. "Другая важная задача — контролировать экологичность производства, чтобы не допускать попадания химических соединений в окружающую среду, снижать количество опасных выбросов", — заключил Люлин.
Наконец, важно, чтобы исследования нано- и микропластика тоже проводились по общим правилам. Методы изучения частиц микропластика требуют гармонизации. Пока проблема в том, что нет универсальных правил — ученые находят разное количество разных частиц пластика в разных материалах и средах. На такой базе невозможно делать научно обоснованные выводы. Чтобы ученые не работали, "кто во что горазд", государство должно оказать поддержку в этом вопросе: направить в определенное русло исследовательскую работу, ответив на существующий в обществе запрос на информацию о микро- и нанопластике и его влиянии на людей и природу.
Игорь Ермаченков