Насколько микропластик опасен для человека?

Как образуется микропластик

Современный мир невозможно представить без пластика. Его используют в производстве упаковки, одежды, автомобилей, медицинских изделий и множества других вещей. Однако долговечность, которая сделала пластмассы технологическим прорывом XX века, одновременно превратила их в одну из самых сложных экологических проблем XXI века. По различным оценкам, в 2022 году мировое производство пластика превысило 400 миллионов тонн. При этом перерабатывается лишь около 9 % отходов, около 12 % сжигается, а почти четыре пятых оказываются на полигонах или попадают в окружающую среду. Со временем пластиковые изделия разрушаются под действием солнечного света, механического истирания и микроорганизмов. Так образуются всё более мелкие фрагменты: макропластик (от 20 мм и более), мезопластик (от 5 до 20 мм), микропластик (менее 5 мм) и нанопластик. Частицы последнего настолько малы, что их размеры измеряются нанометрами (1 нм = 0.000001 мм).

Многие современные краски производятся с применением полимеров, и со временем, разрушаясь, они становятся источником микропластикового загрязнения Фото: © Tricky_Shark / Shutterstock / FotoDom

Но бутылки и пакеты далеко не единственный источник загрязнения. Значительная часть микропластика появляется совершенно незаметно для нас. Например, во время каждой стирки синтетическая одежда выделяет тысячи микроволокон. Мельчайшие полимерные частицы образуются при разрушении дорожной разметки, покрашенных деталей, строительных материалов, сельскохозяйственной плёнки. Затем дождевые и талые воды смывают эти частицы в реки, которые становятся своеобразными транспортными магистралями, доставляющими пластик в моря и океаны. Попав туда, пластиковые отходы продолжают разрушаться под действием солнечного ультрафиолета, волн и механического воздействия. Крупные предметы постепенно распадаются на всё более мелкие фрагменты, а затем на микропластик и нанопластик. Дополнительный вклад вносят рыболовные снасти и другие пластиковые материалы, которые непосредственно используются и изнашиваются в морской среде. В результате океан становится не только конечным пунктом для значительной части пластиковых отходов, но и своеобразной «фабрикой», где они постепенно разрушаются и превращаются в мельчайшие частицы.

Опасность микропластика для природы

Если влияние микропластика на человека продолжает активно изучаться, то его воздействие на природные экосистемы уже практически не вызывает сомнений. Сегодня пластиковые частицы обнаруживают повсюду — от тропических коралловых рифов до Арктики. Они присутствуют в воде, донных осадках и живых организмах (от микроскопического зоопланктона до крупных морских млекопитающих).

«Во время исследований микропластикового загрязнения в Арктике мы обнаруживали пластиковые частицы даже в северных районах Восточно-Сибирского моря и моря Лаптевых — регионах, которые крайне редко становятся доступными для морских исследований», — рассказывает младший научный сотрудник Международного научного центра в области экологии и вопросов изменения климата Научно-технологического университета «Сириус» Татьяна Поливанова.

Пластиковое загрязнение особенно вредит обитателям тропических морей Фото: © Travelanza Media / Shutterstock / FotoDom

Для морских животных последствия оказываются весьма разнообразными. Заглатывание пластика приводит к ложному чувству насыщения, животные начинают потреблять меньше пищи, хуже расти и размножаться. Кроме того, сами пластиковые частицы работают как своеобразная губка, концентрируя на своей поверхности тяжёлые металлы, стойкие органические загрязнители и различные химические добавки. Не менее серьёзные изменения происходят и в наземных экосистемах. Попадая в почву, микропластик способен менять её структуру, влиять на активность микроорганизмов и ухудшать условия для роста растений. Поэтому среди экологов сегодня практически нет споров относительно главного вывода.

«С экологической точки зрения мировое научное сообщество едино во мнении: микропластик — это доказанная и нарастающая угроза. Дискуссии идут уже не о том, существует ли проблема, а о том, как точнее оценить её масштабы и определить безопасные пороговые концентрации», — подчёркивает Татьяна Поливанова.

Другая задача — понять, какую именно роль играет микропластик среди множества других факторов, влияющих на состояние природы. На популяцию морских организмов негативно влияют глобальные климатические изменения, а также локальные и антропогенные факторы, такие как эвтрофикация, химическое загрязнение и интенсивное рыболовство. Выделить вклад исключительно пластиковых частиц крайне непросто. Кроме того, микропластик — относительно новый компонент биосферы. Чтобы оценить его влияние на протяжении десятилетий, учёным попросту не хватает временного ряда данных.

В 2023 году китайские учёные определили, сколько микропластика содержится в человеческом сердце Фото: © NYKStudio / Shutterstock / FotoDom

Влияние микропластика на человека

Гораздо сложнее ситуация выглядит в медицинских исследованиях. За последние годы микропластик действительно обнаружили в крови, лёгких, плаценте, печени и других тканях человека. Однако само обнаружение частиц ещё не означает развитие заболевания. Главная трудность заключается в том, что лабораторные эксперименты часто плохо воспроизводят реальные условия. Во многих исследованиях клетки лабораторных животных подвергают воздействию концентраций пластика, которые в десятки, сотни, а иногда и в тысячи раз превышают те, что обычно встречаются в окружающей среде.

Другая проблема — отсутствие единых стандартов измерений. Одни лаборатории считают количество частиц, другие измеряют их массу, третьи оценивают площадь поверхности. Это существенно затрудняет сравнение результатов. В особенности мало известно о нанопластике — самых мелких частицах, которые потенциально способны проникать через биологические барьеры. Именно они считаются наиболее перспективным объектом будущих исследований, однако сегодня надёжных методов их обнаружения и количественной оценки пока недостаточно.

Можно ли остановить загрязнение микропластиком?

Параллельно с изучением последствий загрязнения развиваются и технологии борьбы с ним. Одним из наиболее перспективных направлений становятся магнитные микророботы, способные собирать нанопластик в сточных водах. Первые лабораторные испытания показывают высокую эффективность подобных систем даже в сложных сточных водах.

Схема работы магнитных микророботов (MILBots), которые с помощью электростатики притягивают к себе частицы нанопластика, после чего их извлекают из водоёма магнитом Изображение: © Валентина Межецкая / www.science.org / «Сириус(Журнал»

Не менее активно исследуются бактерии и грибы, способные разрушать некоторые виды полимеров, совершенствуются технологии фильтрации, разрабатываются биоразлагаемые материалы. Одновременно продолжаются международные переговоры под эгидой Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) о глобальном соглашении по сокращению пластикового загрязнения. Несмотря на то что участникам пока не удалось прийти к единому мнению относительно ограничения производства первичного пластика, сама необходимость международного регулирования уже практически не вызывает сомнений.

Проект для определения зоны аккумуляции микро- и макропластикового загрязнения в Мировом океане разрабатывает команда проекта «ГдеПластик?». Сегодня в её арсенале современные спутниковые системы дистанционного зондирования Земли, которые позволяют осуществлять съёмку в диапазонах электромагнитного спектра, невидимых для человеческого глаза. Именно в коротковолновом ИК-диапазоне и на границе красного и инфракрасного спектров наиболее явно наблюдаются зоны скопления пластиковых загрязнителей. На основе этих данных участники проекта обучили свёрточную нейронную сеть, которая определяет концентрацию пластиковых загрязнителей с точностью до 95 %. Проект был реализован на программе «Большие вызовы», которую организует Сириус.

«Разработанное программное решение может стать основой глобальной системы мониторинга морских акваторий по всему земному шару и позволит расширить понимание человечества о природе и источниках пластикового загрязнения, определить основные источники и сформировать непрерывные ряды данных наблюдений за данным явлением», — говорит руководитель проекта Тимур Малышкин.

Так выглядит карта загрязнения воды пластиком у побережья Сочи и Сириуса. Зелёным цветом обозначены участки, где загрязнение не выявлено. Красным отмечены загрязнённые зоны, а жёлтым — места, где чистые и загрязнённые располагаются близко друг к другу Изображение: © Qwen / промт Валентина Межецкая / gdeplastic.musorum.com / «Сириус(Журнал»

Сегодня учёные уверенно говорят о масштабном воздействии пластикового загрязнения на природные экосистемы. Влияние микропластика на человека, напротив, остаётся областью интенсивных исследований.  Пожалуй, главный вывод последних лет следующий: проблема микропластика — это прежде всего проблема состояния окружающей среды. И решать её необходимо не потому, что пластик уже завтра станет причиной глобальной катастрофы в области здравоохранения, а потому, что сохранение здоровых экосистем — необходимое условие благополучия и здоровья человека. Именно этот вывод сегодня объединяет экологов, токсикологов и специалистов по охране окружающей среды.