Микропластик: Как крошечные частицы вредят природе и человеку Что выяснили ученые, изучив воду Байкала, Балтийского моря и арктический лед
Средний житель Земли съедает и вдыхает 330 микрочастиц пластика в день. Микропластик есть в полярных льдах, водопроводной воде, пиве, меде, соли, организмах морских черепах и комаров. Чайные пирамидки оставляют миллиарды пластиковых крупиц в воде после заваривания. Пластиковый пакет, который со временем распадется на мелкие части, обнаружили даже на дне Марианской впадины.
Звучит пугающе. Но хуже всего, что пока не доказано, вредит ли микропластик напрямую здоровью человека. А значит, его исследования почти не финансируются. При этом понятно, что микропластик уже влияет на все мировые процессы. Вместе с российскими учеными The Village разбирается, в чем опасность загрязнения планеты пластмассовыми частичками и что происходит с Байкалом, Балтийским морем и Арктикой.
Автор
Пластик не разлагается в прямом смысле — он устойчив и лишь постепенно распадается на все более мелкие частицы. Микропластиком называют любые пластиковые кусочки размером от 5 миллиметров до микрометра — это в 40–120 раз тоньше человеческого волоса. Есть и более мелкие элементы — субмикропластик, а затем нанопластик. Они практически не изучены, хотя уже известно, что такие частицы могут проникать сквозь клеточные мембраны (какой вред это наносит живым организмам, пока не выяснили).
Откуда берется микропластик
Сейчас в мире производят около 300 миллионов тонн пластика ежегодно, и большая его часть оказывается на свалках. Посчитать точно, сколько микропластика попадает в океаны, сложно: только по некоторым пессимистичным оценкам это примерно 17 миллионов тонн в год.
Микропластик образуется из пакетов, бутылок, любой другой пластмассовой упаковки, автомобильных шин, отслоившейся краски, он содержится в городской пыли, а еще смывается в канализацию после каждой стирки синтетики. Пластиковые гранулы специально добавляют в шампуни, гели для душа, скрабы, стиральные порошки и зубную пасту для лучшего чистящего эффекта. Продажу глиттера и других косметических продуктов с частицами пластика уже запретили в нескольких странах.
Пластисфера
Количество пластика — показатель влияния людей на планету: чем его больше, тем сильнее антропогенная нагрузка. Пластик уже образовал так называемую пластисферу — новую среду обитания. На кусочках пластика растут водоросли и бактерии, живут или прячутся животные. Например, раки-отшельники используют пластиковые крышки от бутылок в качестве раковин, клопы-водомерки, которые путешествуют по поверхности океана, откладывают на пластиковом мусоре яйца, а мальки рыб заплывают в бутылки, как в убежища, из которых удобно наблюдать.
Ученые выяснили, что у личинок обыкновенного комара микрочастицы пластика остаются в пищеварительной системе и во взрослой стадии — таким образом пластик «выходит» из воды на сушу и загрязняет и ее тоже. В океанах, реках и земле пластика уже столько, что, даже если человечество прямо сейчас полностью остановит производство, он останется в природе еще очень и очень долго.
Несмотря на масштаб, проблема микропластика пока не звучит так громко, как тема глобального изменения климата. Впервые о микропластике заговорили еще в 1970-х, но крупные работы появились лишь 15 лет назад. Недавно ВОЗ объявила, что угроза микропластика для человека не доказана. Всего сотрудники организации изучили 52 публикации, посвященные микрочастицам, и обнаружили, что только четыре соответствуют критериям качества (речь идет, например, о методах отбора проб).
Эксперты отметили, что сегодня концентрации микропластика в питьевой воде не опасны для человека, но признали, что знания по этому вопросу пока ограничены. То есть в организации считают, что для более точной оценки нужно больше качественных исследований. Чтобы такие работы появились, микропластик нужно объявить серьезной проблемой. Кажется, для этого нам снова нужна Грета Тумберг.
По словам ученой из Датского технического института Нанны Хартман, после того, как микропластик нашли в пиве и меде, критики говорили, что образцы могли загрязнить прямо при изучении, а методы, которые применяли эксперты, не позволяли достоверно отличить целлюлозу и хитин от пластика — органическое вещество от неорганического.
Чтобы увидеть эффект, в лабораториях часто используют концентрации микропластика, которые в разы больше тех, что наблюдаются в природе. Авторы одной из работ, проверенных ВОЗ, показали, что у мышей, которым давали воду с микропластиком, развивалось воспаление печени. Но концентрация частичек в воде во время эксперимента была в пять раз выше, чем в водопроводной.
В Национальной медицинской библиотеке США по запросу «микропластик» можно найти около тысячи статей. В базе данных российских исследований — около сотни публикаций. Это отражает довольно слабый интерес к теме, учитывая, сколько времени прошло с момента открытия, говорит старший научный сотрудник кафедры высокомолекулярных соединений химического факультета МГУ Андрей Сыбачин.
Что уже доказали
Хотя непосредственный вред микропластика для крупных животных пока не доказан, ученые уже показали, что он влияет на природу в целом. «Мелкие животные поедают частички, обросшие водорослями или бактериальной пленкой, принимая их за еду. Пластик накапливается у них в пищеварительных системах, от чего они гибнут, а это, в свою очередь, разрушает всю экосистему, потому что планктон — основа пищевой цепи», — рассказывает Михаил Колобов, старший научный сотрудник кафедры гидробиологии и общей экологии МГУ.
Мелкие животные поедают частички, обросшие водорослями или бактериальной пленкой, принимая их за еду
В пластике есть токсичные вещества — красители, пластификаторы (они придают эластичность материалам), растворители. Они могут повреждать органы и ткани мелких животных. Но пока непонятно, в каких масштабах это происходит в природе: большинство экспериментов проводят в лабораториях.
Также частицы, как губки, впитывают вредные примеси и переносят их на большие расстояния. «В некоторых пластмассах содержится, к примеру, бисфенол А, который имитирует эстроген — женский половой гормон. Попадая в среду в большом количестве, он способен менять половые циклы животных, например, снижать их возможность к размножению», — отмечает гидробиолог.
Как рыбаки загрязняют Байкал
Михаил Колобов был уверен, что Байкал — одно из самых чистых озер в мире. Но убедился, что в байкальской воде содержится 30–40 тысяч частиц микропластика на квадратный километр поверхности — как в довольно загрязненных Великих озерах Гурон и Эри.
«Мы отбираем пробы на Байкале специальными сетями, которые фильтруют частицы, плавающие в воде, — их два-три километра тащит за собой судно. Больше всего интересен именно поверхностный слой, потому что там живет главная мишень для микропластика — планктон. На Байкале микропластик особенный — более мелкий, чем, например, в открытом море: волны бьют его о берег и перетирают в совсем мелкую труху», — говорит специалист.
Изучение проб в лаборатории занимает много времени: ученые до сих пор исследуют то, что достали три года назад. Это кропотливая работа с очень маленькими объектами. Отобранные частички консервируют, рассматривают под микроскопом, а потом исследуют химический состав.
«Данные мы анализируем и рисуем карту загрязнения озера», — рассказывает ученый. По его словам, в засорении Байкала нельзя обвинять только туристов. Те же рыбаки массово скупают китайские сети из нейлона по 500 рублей за 300 метров, а потом просто бросают их в воде. Большой вклад вносят заводы и свалки.
Как нити пластика попадают в море
Физик и специалист Института океанологии имени Ширшова РАН по микропластику Ирина Чубаренко говорит, что сейчас в изучении микропластика идет эпоха географических открытий: «Ученые ищут его следы — и чаще всего находят. По данным нескольких лет, в Балтийском море содержатся по две синтетические нити на десять литров воды. Вероятнее всего, ниточки появляются в море из-за стирки. Они настолько маленькие, что легко проходят через очистные сооружения».
Чубаренко исследует миграцию пластика в мировом океане: «Наша главная задача — понять, где накапливается больше микропластика. Именно на эти места в будущем придется обращать внимание. Биологи в нашем институте изучают, например, как биота, в частности диатомовые и другие водоросли, помогают разрушению пластика в природе».
Ученые ищут следы микропластика — и чаще всего находят. В Балтийском море содержатся по две синтетические нити на 10 литров воды
«Мы берем пробы в Балтийском море и проводим лабораторные эксперименты: пытаемся понять физические механизмы, которые приводят к такому распределению пластика, которое мы сейчас наблюдаем в природе. Как он распространяется, пока полностью не ясно, потому что частички меняют свои свойства со временем и в конкретных условиях: где-то обрастают водорослями, в определенных местах меняется их плотность — пластик может стать легче, а может тяжелее, может разбиваться на более мелкие частицы, если попадет в прибойную зону. Попробуйте смоделировать миллиарды таких частиц в океане!»
Сколько микропластика в Арктических льдах
Старший научный сотрудник Института океанологии имени Ширшова РАН Филипп Сапожников вместе с группой других ученых уже выяснил, что Арктика не свободна от пластика и там его довольно много, причем огромная часть скрыта под непроходимыми льдами.
«Прямо сейчас проходит мощная международная экспедиция на судне «Академик Мстислав Келдыш». Огромный научный пароход путешествует в том числе и по Арктике, — рассказывает Сапожников. — Ученые исследуют новые для российских арктических морей явления: смотрят, как они меняются на фоне глобального изменения климата и влияния человека на природу, в том числе изучают и микропластик. Это возможно только в безледный период, когда судно может пройти насквозь от Восточно-Сибирского до Баренцева моря. У меня свое научное задание на берегу: я исследую часть проб, собранных в северных морях. Концентрация пластика в них почти не изучена — дело в том, что экспедиции идут всего второй год.
Пробы взяли во время дрейфа на судне «Академик Трешников» — для этого оно специально вмерзло в лед на два месяца
«По весьма относительным прошлогодним данным, в трех кубометрах арктической воды содержится примерно одна частица пластика. Это довольно много. Также в этом году я работаю с образцами, добытыми выше Шпицбергена и Земли Франца-Иосифа. Их взяли во время дрейфа на судне „Академик Трешников“ — для этого оно специально вмерзло в лед на два месяца. В нескольких сгустках микроводорослей, плававших подо льдом, уже нашлись микрочастицы».
Вместе с коллегами Сапожников изучает распределение пластика в морях: на свалках прибрежных городов лежит огромное количество мусора, и если пластик с полигона просто попадает в прибрежную зону, то он долго там циркулирует, а реки обычно уносят его на очень большие расстояния. Главная миссия группы ученых в том, чтобы найти способы очистить океан от микропластика.
Как бороться
Такое количество мусора, которое уже поступило в океан, просто так не выловишь. Его необходимо как-то уничтожать на уровне активности экосистем, считает Сапожников. Говоря просто, проблема пластика в том, что из него делают дешевые вещи. И если богатые страны могут себе позволить ограничения, то бедные государства с большим населением — нет, поскольку у многих до сих пор нет доступа к чистой питьевой воде. В этом случае выгоднее бутилировать ее в пластик.
В 2016 году японские биологи нашли штамм бактерий, способных перерабатывать ПЭТ — один из самых распространенных видов пластика, из которого делают почти все бутылки для воды или газировки. Активность фермента, который они выделяют, выше, чем у аналогов, но он все еще недостаточно эффективен для промышленных масштабов. Ученые пытаются усилить эффект — чтобы можно было быстро избавляться от пластикового мусора. А еще специалисты обнаружили червей (точнее — личинок большого мучного хрущака), способных питаться пластиком.
Ученые сходятся во мнении, что по всему миру нужно налаживать контроль за пластиком на всех стадиях его существования — от производства и использования до утилизации. Без этого он в огромных количествах попадает в природу. Здесь особенно важен раздельный сбор.
Еще важно понять, что пластиковый мусор негативно влияет на планету, и объяснять, как это происходит, а это возможно только через популяризацию научных исследований, считает Колобов. Эксперты ВОЗ подчеркивают, что концентрация микропластика в некоторых местах уже превышает уровень, при котором его воздействие можно считать незаметным. И если не прекратить неконтролируемо выбрасывать мусор, то таких мест в мире станет гораздо больше.
Фотографии: обложка — Eric — stock.adobe.com, 1, 2, 3, 4 — Кафедра гидробиологии и общей экологии МГУ
