Материалы Международной студенческой научной конференции
Студенческий научный форум 2020

ЗАГРЯЗНЕНИЕ МИКРОПЛАСТИКОМ КАК АКТУАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

Чижевская Я.А. 1
1 ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины»
1. Саванина Я.В., Барский Е.Л., Фомина И.А., Лобакова Е.С. Загрязнение водной среды микропластиком: воздействие на биологические объекты, очистка // ИТНОУ: информационные технологии в науке, образовании и управлении. – 2019. – № 2 (12).
2. Есюкова Е.Е., Чубаренко И.П. Особенности распределения микропластика на песчаных пляжах Калининградской области (Балтийское море) // Региональная экология. – 2018. – № 1(51). – C. 108-121.
3. Клещенков А.В., Филатова Т.Б. Микропластик – проблема планетарного масштаба // Научный альманах стран Причерноморья. – 2019. – № 2 (18).
4. Mark A. Browne, Awantha Dissanayake, Tamara S. Galloway, David M. Lowe, Richard C. Thompso. Ingested microscopic plastic translocates to the circulatory system of the mussel, Mytilus edulis (L.) // Environmental Science & Technology. – 2008. – № 42(13).
5. Alexandra Martins, Lucia Guilhermino. Transgenerational effects and recovery of microplastics exposure in model populations of the freshwater cladoceran Daphnia magna Straus // Science of The Total Environment. – 2018. – № 631-632. – P. 421-428.
6. [Электронный ресурс] – электронные данные. – Режим доступа: https://www.scientificamerican.com/article/microplastics-earth-has-a-hidden-plastic-problem-mdash-scientists-are-hunting-it-down/
7. Hurley R., Woodward J., Rothwell J.J. Microplastic contamination of river beds significantly reduced by catchment-wide flooding // Nature Geosci. – 2018. – № 11. – P. 251–257.
8. Laura M. Hernandez, Elvis Genbo Xu, Hans C.E. Larsson, Rui Tahara, Vimal B. Maisuria, and Nathalie Tufenkji. Plastic Teabags Release Billions of Microparticles and Nanoparticles into Tea // Environmental Science & Technology. – 2019. – № 53 (21).
9. [Электронный ресурс] – электронные данные. – Режим доступа: https://orbmedia.org/stories/Invisibles_plastics/

Большинству людей известно о том, что пластиковые отходы являются одним из самых распространенных загрязнителей окружающей среды, но гораздо большую опасность, как было выяснено не так давно, представляет собой микропластик. В настоящее время под термином «микропластик» понимают частицы синтетических полимеров размером от нм до 5 мм. Эти частицы состоят из твердых материалов, нерастворимы в воде и неразлагаемы [1]. В настоящее время ученые сходятся на том, что эти размеры составляют от нм до 5 мм [1, 2]. Основными источниками пластиковых микрочастиц являются как непосредственно пластиковые отходы, так и продукты различных отраслей промышленности (косметическая, медицинская и др.). В связи с происхождением, микропластик делят на две группы – первичный и вторичный.

К источникам первичного микропластика можно отнести продукты косметической промышленности: шампуни, зубные пасты, гели для душа и другие средства гигиены. В них микрочастицы используются в качестве загустителей, пленкообразователей. Во многих чистящих средствах присутствуют пластиковые гранулы. Также известно, что во время стирки от синтетических тканей отслаивается большое количество микроволокон, которые затем попадают в канализацию. Также огромное количество микрочастиц образуется при износе автомобильных шин и некоторых видов дорожного покрытия.

Вторичный микропластик образуется из крупных пластиковых отходов: пакетов, бутылок, пластиковых деталей, различных упаковок, одноразовой посуды. Источником частиц являются также так называемые «биоразлагаемые» полимеры, поэтому использование их в качестве альтернативы пластику неэффективно [1]. С течением времени под действием солнечного света, температуры, а также механических воздействий и других факторов внешней среды отходы разлагаются на мелкодисперсные частицы. Наиболее распространенные вещества, относимые к вторичному микропластику – бисфенол-А и полистирол [1].

Впервые на частицы микропластика обратили внимание в 1970-х годах. Тогда же в научной литературе появились первые упоминания о пластиковом мусоре в водоемах и о малоизученной на то время проблеме влияния частиц микропластика на представителей водных экосистем [3]. На сегодняшний день проведено достаточно исследований, чтобы предположить, что микропластик наносит вред окружающей среде и биоте. Ввиду небольших размеров частиц, он обладает способностью проходить сквозь фильтры и попадать непосредственно во внешнюю среду. В свою очередь, из внешней среды, он с продуктами питания и водой способен попадать в организм животных и человека и накапливаться в нем. Это экспериментальным образом доказал М. Браун в 2008 году. Цель его исследования заключалась в том, чтобы доказать потенциальный вред наносимый частицами микропластика при попадании их в организм голубых мидий (Mytilus edulis) и накоплении там. Он разместил мидий в резервуарах, заполненных водой с помеченными флуоресцентными метками частицами микропластика. Браун сделал выводы о том, что микропластик способен накапливаться в организме, а накопление в организме может вызвать нарушения функций его составляющих [4]. Исследование другой группы ученых, опубликованное в 2018 году показало, что накопление микропластика влияет не только на особей, непосредственно этому подвергнутых, но и на их потомство [5]. В данном случае эксперимент был проведен на пресноводных рачках – дафниях (Daphnia magna) и показал, что загрязнение среды обитания микрочастицами повлекло за собой нарушение роста и репродуктивных функций особей, а также вымирание потомства поколения, в организмах которых эти самые частицы накапливались.

Учитывая то, что большинство исследований на эту тему были проведены в лабораториях, пока что неизвестны полные циклы движения микрочастиц в природе и их влияние на экосистемы. Соответственно долгосрочные последствия загрязнения микропластиком еще неизвестны и лишь будут изучены. Но, основываясь на уже имеющихся данных, можно предположить, что, накапливаясь в организмах мелких животных, микрочастицы поступают в организмы консументов более высоких порядков и далее по пищевой цепи. Так как человек является частью пищевой цепи, логично предположить, что и в его организм эти частицы также попадают вместе с пищей, например вместе с морепродуктами и рыбой.

Частицы микропластика обнаруживают везде, но наибольшее их количество находится в океане. Микрочастицы неразлагаемых полимеров попадают в неочищенные сточные воды или в осадок сточных вод, используемый в качестве удобрения в сельском хозяйстве, затем превращаются в захороненные твердые отходы или попадают в воды Мирового океана [1, 6]. Микропластик обнаружен в пресной, в том числе в водопроводной воде всех пяти континентов, в почве и в воздухе крупных городов [6, 7]. Микропластик находят в пищевых продуктах, таких как бутилированная вода и морская соль.[4]. Недавнее исследование обнаружило также содержание микрочастиц в чайных пакетиках. По данным этого исследования при удалении чая из пакетиков и помещении того в кипяток на пять минут, пакетик высвобождает в воду 11,6 млрд. частиц микропластика размером более 100 нм, и еще 3,1 млрд. частиц нанопластика размером менее 100 нм [8].

В настоящее время, достаточно точных данных о вредном воздействии пластиковых частиц на здоровье человека пока не существует, и необходимо уделить внимание этому вопросу. Но все же исследования показывают довольно негативное воздействие пластика на организмы подопытных образцов, как было указано выше. Потенциальную опасность может представлять накопление микрочастиц в кровотоке и в легких [4]. Так как частицы микропластика являются прекрасными адсорбентами, то токсические вещества могут накапливаться в них и в дальнейшем передаваться все дальше по пищевой цепи, дойдя в конечном счете до человека [3]. И все же на настоящий момент данных слишком мало, для того чтобы судить о чем-то стопроцентно. Необходимо больше исследований.

В качестве решения проблемы микропластика пока что наиболее эффективным и доступным вариантом является профилактика и контроль использования пластика. Так как «собрать» все рассеянные в окружающей среде микрочастицы не представляется возможным, важно придумать новые стратегии сокращения использования и переработки пластиковых полимеров. Современные исследования показывают, что микробиологический способ борьбы с микрочастицами, уже имеющимися в воде, имеет довольно большой потенциал [1]. Суть этого метода заключается в том, что массы бактерий или продуктов их метаболизма образуют вокруг частицы полимера хлопьевидное скопление – флокулу. В дальнейшем флокулы удаляются с помощью фильтров и могут быть использованы в качестве удобрений или грунтов. Но это решение проблемы лишь для пресной воды, которую непосредственно используют для промышленного и городского водоснабжения. Что касается того микропластика, который находится в почве, воздухе и океане, то вопрос об очистке стоит гораздо острее.

Сокращение использования одноразового пластика и правильная утилизация многоразового – самое доступное, но не самое эффективное решение проблемы, учитывая ее масштабы. По современным данным, существуют некоторые виды бактерий, чьи ферменты способны расщеплять некоторые виды пластика, и ученые в настоящее время работают над иследованием этих ферментов, способами их усиления, а также над изучением потенциальных негативных последствий [4]. Изобретение полимеров, по свойствам схожих с пластиком, но не причиняющих вред окружающей среде также может стать ключом к решению проблемы. Подобные исследования уже ведутся специалистами [9].

Загрязнение микропластиком – довольно актуальная экологическая проблема, имеющая большой потенциал стать глобальной. В настоящее время создаются и публикуются множество исследований по данной проблеме. Методов для ее решения еще недостаточно, большинство из них все еще на стадии разработки. Одним из самых доступных на данный момент является сокращение использование одноразового пластика и переработка многоразового.


Библиографическая ссылка

Чижевская Я.А. ЗАГРЯЗНЕНИЕ МИКРОПЛАСТИКОМ КАК АКТУАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА // Материалы МСНК "Студенческий научный форум 2020". – 2020. – № 2. – С. 13-15;
URL: http://publish2020.scienceforum.ru/ru/article/view?id=58 (дата обращения: 28.09.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074