Микропластик в финском заливе: масштабы проблемы

Каковы следующие шаги в вашем исследовании?

Чтобы разработать репрезентативные и статистически достоверные выводы об уровне микропластического загрязнения в каждом конкретном образце, нам необходимо проанализировать большое количество частиц, чтобы у нас были «модели». Вот почему в настоящее время мы также работаем над автоматизацией рамановских методов в проекте «MiPAq», который финансируется Баварским исследовательским фондом (BFS).

Поскольку частицы пластмассы разлагаются до меньших размеров в окружающей среде, они представляют все более высокий потенциал для токсичности для окружающей среды. Наш институт сотрудничает с другими кафедрами TUM, чтобы разработать более точные методы анализа очень мелких частиц в рамках проекта «SubμTrack».

Во-первых, нам нужно получить результаты анализа образцов, которые будут сопоставимы друг с другом и которые в будущем покажут нам, сколько микропластика или нанопластика действительно присутствует в любом данном образце. Только тогда мы можем начать анализировать негативные эффекты, которые могут быть вызваны определенным уровнем микропластического или нанопластического загрязнения в окружающей среде – или у людей и других видов организмов. Исследователям также необходимо будет определить, для каких типов, размером и форм частиц, для каких концентраций микропластиков и нанопластов какие характерны токсические эффекты.

Чем он опасен? Почему акриламид токсичен?

Доказано, что акриламид негативно влияет на нервную и репродуктивную системы. Так, согласно исследованиям, вдыхание паров акриламида на рабочем месте может вызвать неврологические нарушения.

В больших количествах химикат вызывает такие симптомы дисфункции, как:

• слабость в мышцах
• онемение в конечностях
• повышенное потоотделение
• неустойчивость
• неуклюжесть

Акриламид преобразуется в соединение под названием глицидамид, который, как показали исследования на грызунах, может быть ответственен за повреждения ДНК и мутации.

Что касается репродуктивной системы, то, исследуя животных, ученые пришли к выводу, что влияние глицидамида приводит к бесплодию и тяжелому протеканию беременности. Оно может привести к снижению способности животных давать потомство.

Под влиянием химиката беременные самки теряли в весе и вяло реагировали на угрозу. При этом в организме снижался уровень химических соединений, отвечающих за передачу сигналов мозга.

Конечно, так как люди и грызуны усваивают вещества по-разному, пока неясно, как эти наблюдения могут быть применены к человеку.

Рыба перенасыщена белком

Люди далекие от медицины и науки считают, что это очень здорово. На деле же лишний белок в организме человека ведет к огромному количеству таких проблем со здоровьем, как остеопороз и камни в почках. Существует суточный лимит на употребление белка для того или иного человека. Белок не имеет свойства накапливаться (как жиры или углеводы), а значит ему нужно покинуть тело хозяина.

Употребляя в пищу рыбу, нашему организму нужно избавиться от лишнего белка, от мочевины, аммиака и некоторых составных фрагментов аминокислот. Такая непростая «чистка» потребует расход кальция, который вместе с токсинами и лишним белком удаляется через мочу. Таким образом год за годом любитель рыбных продуктов теряет кальций, что приводит к развитию остеопороза, кости становятся хрупкими и ломкими. Если у вас по-прежнему сомнения, то обратимся к статистике, которая указывает на число больных данным недугом в районе 15 млн. только в США.

Растительный белок в отличии от животного не создает окисленную среду в организме, а значит потери кальция будут крайне незначительными. Эта проблема присуща вообще всем продуктами животного происхождения!

Рыба не содержит в себе фитохимикатов, так как они содержатся исключительно в растительной пище. Рыба не является источником сложных углеводов. Недостаток волокна является причиной болезней, связанных с пищеварительной системой. Например, рыбное мясо является причиной такого жуткого заболевания, как рак толстой кишки.

Насколько вреден микропластик

Однозначного ответа, к сожалению, нет. ВОЗ в 2019 году заявила, что, судя по ограниченной на данный момент информации, в сегодняшних концентрациях микропластик в питьевой воде не представляет опасности для здоровья. Однако необходимо продолжать исследовать эту проблему, подчеркнули в организации.

На данный момент исследований о влиянии микропластика на организм человека мало. Причина в том, что опыты на людях не всегда возможны и этичны. А распространять на людей результаты опытов на животных не всегда верно. У человека эффекты от воздействия микропластика и его накопления в организме могут отличаться. К тому же большая часть съедаемых нами микропластиковых частиц выводится из организма естественным путем.

Кроме того, существующие сейчас методы исследования не позволяют отследить частицы очень маленького размера — наночастицы. Есть предположения, что они могут проникать сквозь ткани организма.

Пока ученые предполагают, что микропластик потенциально может быть опасен не сам по себе, а из-за химических веществ, которые могут содержаться в некоторых пластиках. Накапливаясь в организме, они могут наносить вред репродуктивной и эндокринной системам, приводить к ожирению, воспалению тканей, падению иммунитета и задержке развития у детей.

Что такое акриламид?

Акриламид — это химикат, присутствующий в некоторых продуктах питания и формирующийся из сахаров и аминокислоты аспарагина. Он появляется при термической обработке, например, жарке (в масле, фритюре или на гриле) и запекании.

Что касается его внешнего вида и вкуса, то акриламид представляет собой бесцветные и безвкусные кристаллические твердые частицы. Центры по контролю и профилактике заболеваний в США полагают, что он «ведет себя агрессивно» при плавлении и нагревании, высвобождая пары, опасные как для людей, так и для животных

Помимо пищи Вы можете встретить эти соединения в сигаретном дыме, бытовой химии, косметических средствах, промышленных и текстильных товарах. Он используется при создании полиакриламида и сополимеров акриламида, которые применяются в ряде производств для формовки, очищения и стабилизации продуктов. Так, акриламид используется в:

• производстве бумаги
• строительстве
• добыче нефти
• текстильном производстве
• производстве косметики
• пищевой промышленности
• производстве красителей и клея
• производстве пластика
• добыче полезных ископаемых
• сельскохозяйственной промышленности
• пищевой упаковке
• очистке питьевой и сточных вод

Как вещество влияет на человека? Как оно образуется в еде?

Мы подвержены воздействию акриламида прежде всего при употреблении продуктов с его содержанием. FDA утверждает, что акриламид естественным образом присутствует во многих крахмалистых продуктах (таких как картофель и зерно), подвергшихся обжарке. Акриламид, содержащийся в упаковке или окружающей среде не опасен. Другим его источником являются сигареты и грязная вода. В небольших количествах акриламид может попадать в воду при процессе очистки.

Реже его можно встретить в питьевой воде недалеко от мест, где производят пластик или красители. Он также может попадать в организм через кожу во время работы с этим веществом.

Высоким содержанием акриламида обладают:

• картошка фри
• картофельные чипсы
• продукты на основе зерна (хлопья, хлеб, печенье и т. д.)
• кофе
• консервированные черные оливки
• сливовый сок

В более низкой концентрации от присутствует в молочных продуктах, мясе и рыбе. Однако стоит отметить, что содержание акриламида в этих продуктах не наносит сколько-нибудь значительный ущерб здоровью.

Ученые полагают, что термическая обработка вызывает формирование акриламида. Это значит, что жарка и запекание продуктов, богатых углеводами, повышает уровень содержания этого соединения, в отличие от более щадящих методов, например, варки, тушения или даже готовки в микроволновой печи.

При этом разные способы приготовления влияют на скорость образования вещества по-разному:

• жарка в масле или на гриле способствует формированию самого высокого уровня концентрации акриламида
• при запекании в масле до появления корочки концентрация чуть ниже
• менее вредно запекать (например, картофель) до готовности, но без корочки и с минимумом масла
• при варке акриламид не формируется

Вот еще несколько подсказок, как снизить количество акриламида в пище  во время ее приготовления:

• Если картофель оставить в воде на 20-30 минут перед жаркой, то скорость формирования акриламидов снизиться.
• Храните картофель не в холодильнике. Если использовать клубни из холодильника, то уровень акриламида после их приготовления будет выше.
• При жарке тостов учтите, чем темнее участок, тем больше акриламида в них содержится.

Концентрация вещества никак не связана с качеством продуктов, так как здесь главную роль играет процесс их обработки.

География и состав

Большой тихоокеанский мусорный полигон (более известный, как Большое мусорное пятно) — это собрание морского мусора антропогенного происхождения в северной части Тихого океана. Морским мусором считаются те отходы, которые попадают с суши в океаны, моря и другие крупные водоемы. Большая часть пятна состоит из пластиковых частиц и микропластика, дрейфующих на поверхности воды.

Океаническая свалка простирается от западного побережья Северной Америки до Японии. Мусорное пятно можно условно разделить на две части: западная, расположенная недалеко от Японии, и восточная, которая дрейфует между штатами США Гавайи и Калифорния. Отходы дрейфуют между этими двумя участками, используя теплые и холодные океанические течения в качестве «шоссе». Круговорот воды в этой части Тихого Океана образован четырьмя течениями, вращающимися по часовой стрелке на площади 20 миллионов квадратных километров: Калифорнийское течение, Северное экваториальное течение, течение Куросио и Северо-Тихоокеанское течение. Круговое движение воды затягивает отходы в относительно спокойный центр, где они оказываются в ловушке, площадь которой сопоставима с площадью России. Точный размер пятна определить сложно, так как мусор постоянно перемещается — ученые и исследователи называют цифры от 700 тысяч до 15 миллионов квадратных километров.

Течения создают два «острова» наибольшей концентрации мусора. Фото: noaa.gov

Количество отходов, оказавшихся в западне течений, постоянно растет, так как большая их часть не поддается биологическому разложению. Большинство видов пластика в океане распадаются на более мелкие кусочки, постепенно превращаясь в микропластик, который сложно увидеть невооруженным глазом. Он представляет огромную опасность для морских животных, растений и рыб. Из-за него же образ мусорного пятна, всплывающий у нас в воображении, некорректен — многие представляют себе острова из мусора, плавающие посреди океана. На самом деле, пятно скорее выглядит как мутный «суп», в котором периодически попадаются рыболовные снасти, обувь и свежий мусор, еще не успевший распасться на мелкие части. Морское дно под пятном также напоминает огромную свалку — океанографы и экологи недавно обнаружили, что от 70% до 99% отходов, попавших в воду, в итоге опускается на дно океана. На каждый квадратный километр океанического дна под пятном сегодня приходится около 70 кг пластика.

Микропластик, собранный в Большом мусорном пятне в сравнении с мелкой монетой. Фото: Justin Hofman / Greenpeace

Опасность микропластика для человека

Токсичность может возникать из-за локального выщелачивания (освобождения) адсорбированных на микроплатике химических соединений, полученных из окружающей среды. Согласно исследованию ученых, хроническое воздействие особенно опасно из-за возможного накопительного эффекта. Исследования влияния микропластика на организм человека достаточно новы, но есть данные, что у животных, микропластик может проникать через гематоэнцефалический барьер. На весенней конференции в Центре экологической устойчивости города Рутгерса, по данным The Washington Post, представили результаты исследований, которые предполагают, что мать может передавать микропластик через плаценту плоду. Микропластик может выщелачивать бисфенол А, фталаты и стирол. Бисфенолы, как известно, влияют на гормоны, и есть исследования, связывающие его воздействие со снижением фертильности у мужчин и женщин. Фталаты, как известно, также нарушают гормональный фон, а пренатальное воздействие их связано с понижением тестостерона у потомства мужского пола. Стирол, также связан с рядом проблем со здоровьем, включая проблемы с нервной системой, потерю слуха и рак. Микропластики также могут накапливать полихлорированные бифенилы (ПХБ), другие химические вещества, которые связаны с вредными последствиями для здоровья, включая различные виды рака, ослабленную иммунную систему, репродуктивные проблемы и многое другое. Когда эти химические вещества оказываются внутри нас, даже низкие дозы могут иметь негативный эффект для человека.

Польза omega-3 преувеличена

Рыбное мясо богато на жирные кислоты omega-3, которые по словам некоторых медиков являются защитой для сердечнососудистой системы. Однако в природе есть намного благородней источники omega-3, особенно семена льна, соя, грецкие орехи, ростки пшеницы и семена тыквы. К тому же растительная пища богата разнообразными антиокислителями и не наделена тяжелыми металлами и химиками, чем не способно похвастаться рыбное мясо.
Omega-3, как было отмечено ранее, выполняет защитную функцию для сердечнососудистой системы, но разве может существовать угроза при уровне холестерина ниже 150? У веганов уровень холестерина редко когда хотя бы приближается к 150, а значит риска для заболеваний сердца попросту нет. Таким образом вместо того, чтобы верить в пользу omega-3, нужно не допускать угрозы заболеваний сердца.

Новая эра научных инноваций в сфере микропластика

Компания Agilent Technologies относит к числу приоритетных задач изучение микро- и нанопластика и занимается разработкой инструментов, позволяющих получить знания, необходимые для принятия соответствующих мер по борьбе с загрязнением пластиковыми частицами.

Agilent Technologies представляет ряд инструментов для такого анализа и обнаружения. Среди них:

ИК-Фурье спектрометр (FTIR) (на фото: модель 4300 Handheld FTIR). Портативный эффективный прибор для быстрого подсчёта частиц и измерения более крупных частиц микропластика размером примерно до 100 мкм.

Лазерная система визуализации химических свойств с помощью направленного инфракрасного излучения (LDIR Chemical Imaging) (на фото: модель 8700 LDIR Imaging System). Первоклассный лабораторный инструмент, обеспечивающий полное описание характера частиц, включая размер, площадь, количество частиц и другие характеристики их поверхности. Позволяет гораздо быстрее проводить анализ частиц и обладает большей областью изображения, чем ИК-Фурье спектрометр. В дополнение к преимуществам портативного ИК-Фурье спектрометра, эта модель обнаруживает мельчайшие частицы размером 10 — 20 мкм.

Системы ГХ-МС (GC/MS Systems) (на фото: модель 8890 GC System, соединённая с моделью 5977B MS). ГХ-МС является основным прибором для экологических лабораторий. Лидирующий на рынке прибор ГХ-МС от компании Agilent способен анализировать различные типы и концентрации микропластика в образцах, используя относительно простые методы подготовки данных образцов. Методы ГХ-МС предоставляют дополнительную аналитическую информацию после обнаружения микропластика с помощью ИК-технологии.

Поскольку уровень загрязнения частицами значительно возрастает, крайне важно получить как можно больше данных для оценки наличия и воздействия этих крошечных частиц на окружающую среду и здоровье человека. Вооружившись этим пониманием, мы сможем заняться эффективным решением проблемы

Совместимость с приборами:

• H-Cube
• H-Cube Mini Plus
• H-Cube Pro
• CatCart Changer
• Phoenix Flow Reactor

Что такое микропластик

Микропластиком называют твёрдые частицы синтетических полимеров размером менее 5 мм. И хотя 5 мм — это не так уж и мало, как правило, когда эксперты говорят о микропластике, то имеют ввиду частицы размером меньше песчинки.

Как образуется микропластик? Во-первых, при распаде в микропластик превращаются пластиковые отходы (бытовой мусор, рыболовные сети). Он образуется в том числе из так называемых биоразлагаемых пакетов и упаковки, в которые добавлена биоразлагающая добавка вроде d2w. Во-вторых, к микропластику относятся частицы автомобильных шин и микроволокна ткани, образующиеся при стирке синтетической одежды. В-третьих, микропластик содержится в косметике: мелкие частицы идеальной круглой формы часто добавляют в скрабы, гели для душа и зубные пасты в качестве абразива, в губные помады и тональные кремы — чтобы косметика идеально ложилась на кожу.

Уже сегодня микропластик называют одной из серьёзнейших проблем современности. В сентябре я делилась с вами результатами международного исследования, которое показало, что микропластик содержат 83% образов водопроводной воды. То есть даже в очищенной воде есть мельчайшие частицы пластика, потому что ещё не изобрели фильтры, которые задерживали бы их. Но всё же то исследование касалось США и Европы, а что у нас?

В чем может содержаться

Образно говоря, главное транспортное средство для микропластика – это вода. Так, во время стирки все синтетические микроволокна попадают в воду. В случае пластиковых частиц на дорогах и в виде городского смога, то они смываются дождем. А еще же есть пластиковый мусор, который также под воздействием химических, биологических и физических факторов разлагается на микрочастицы.

К сожалению, даже самые современные очистные сооружения не могут отловить загрязнение такого типа, поэтому большинство микрочастиц пластмассы попадают в реки, а далее – в моря и океаны. По подсчетам специалистов, в мировом океане может содержаться от 93 тысяч до 268 тысяч тонн микропластмассы. Только в Балтийское море ежегодно попадает около 40 тонн микропластмассы. По другим подсчетам, в воду проникает от 2% до 5% от производимого в мире пластика.

Ученым сложно определить точное количество пластмассы в Мировом океане, так как некоторые из этих материалов тяжелее воды и опускаются на дно, что осложняет подсчеты. А тот, что остается на поверхности, накапливает на себе тяжелые металлы и другие токсические вещества, содержащиеся в морской воде.

Но микропластик содержится не только в воде. Также он присутствует в воздухе – так называемая пластиковая пыль, которую мы вдыхаем. В почву микропластмасса попадает из оксо-биоразлагаемой фольги, которая под воздействием солнца расщепляется на микрочастицы. Микропластик все чаще добавляют в такие косметические средства, как лосьоны для тела, кремы для лица, средства для макияжа, зубные пасты, скрабы, шампуни. В разных типах продукции доля микропластмассы может составлять от 1% до 90%.

Как микропластик влияет на здоровье человека

На сегодня у специалистов нет научных подтверждений того, что микропластик опасен для человека, поскольку до сих пор еще не проводились серьезные исследования на эту тему. Тем не менее многие ученые предполагают, что потребление пластмассы даже в виде микроволокон может привести к желудочно-кишечным расстройствам, воспалением тканей, проблемам с печенью, эндокринным расстройствам и даже злокачественному перерождению клеток. Вместе с пластиком в организм человека могут попадать токсичные химические вещества и другие патогены. По мнению ученых в кишечник попадают только самые крупные частицы микропластмассы, более мелкие могут проникать в кровоток, лимфатическую систему и даже достигать печени.

В 2016 году доктор Уна Лоннштедт вместе с коллегами из Уппсальского университета (Швеция) изучила поведение и состояние здоровья окуней, содержащихся в водоеме, загрязненном пластиком. Ученые обнаружили, что в загрязненной среде из икринок вылупляется на 15% меньше мальков, нежели в чистом водоеме. Кроме того, обитатели вод, богатых микропластиком, вырастают меньшего размера, они более медлительные и быстрее гибнут. И что самое интересное, среда обитания влияет на пищевые предпочтения рыб. Жители загрязненных водоемов, выбирая между планктоном и микропластиком, чаще выбирают второе. И хотя это исследование касается только рыб, ученые в его результатах увидели угрозу и для человека.

Первый закон против микропластика

Если запретами использования одноразовой посуды, пластиковых пакетов, трубочек уже никого не удивишь, то с микропластиком сложнее. Первопроходцем в законодательстве, касающемся использования производителями микропластика, стал Евросоюз. 

В начале 2019 года Правительство запретило добавлять в продукты все виды пластика. В большей степени это относится к косметической индустрии. Брендам придется заменить этот компонент на биологическую альтернативу. 

Надеемся, что эта законодательная инициатива будет успешно реализована и станет примером для других стран. А если к этому подключить еще и личный контроль средств на своей полке и одежды в шкафу, то можно добиться хороших результатов и снизить наш экослед.

Что делать?

Ситуация такова, что микропластик, попавший со стоками в морскую среду, собрать сегодня практически невозможно. Нет специального оборудования. Единственное, что мы можем сделать прямо сейчас — предотвращать попадание микропластика в воду.

Нужны глобальные изменения. Во-первых, необходимо регулировать использование микропластика, в том числе в косметике, на законодательном уровне. Сейчас использование микропластика не регулируется: производитель сам решает, добавлять его в косметику или нет.

Во-вторых, важно проводить исследования, чтобы понять масштабы проблемы и найти пути её решения. К примеру, весной 2018 года наши специалисты планируют провести более глубокие исследования рек и Финского залива, чтобы составить карты водных объектов Санкт-Петербурга и Ленобласти, где будет отмечена концентрация микропластика

В-третьих, нам нужны новые технологии. К примеру, чтобы предотвратить попадание в водоёмы микропластика из одежды, можно разработать специальные фильтры и установить их в стиральные машины, в том числе на производствах, ведь одежду перед отправкой в магазины всегда стирают. Такие фильтры нужны и в обычных стиральных машинах, поскольку мы постоянно стираем одежду.

Ещё один перспективный способ фильтрации микропластика — использование искусственных водно-болотных угодий. По словам Евгения Лобанова, существует исследование, которое показывает, если пропускать сточные воды через искусственное болото, микропластик задерживается там. Эксперт отметил, что Хельсинки сейчас активно инвестирует средства в дополнительную очистку воды от микропластика.

Екатерина Иванова, кандидат географических наук, научный сотрудник лаборатории комплексных проблем лимнологии Института озероведения РАН, рассказала, что в Водоканале Санкт-Петербурга тестируется технология, которая позволяет склеивать частицы микропластика в более крупные и отфильтровывать их.

Всё это звучит обнадёживающе, но что мы с вами как потребители можем сделать прямо сейчас, чтобы снизить попадание микропластика в окружающую среду? А вот что:

1. Отказаться от пластиковых пакетов в пользу многоразовой сумки, от одноразовой посуды — в пользу многоразовой. Помните: почти у каждого одноразового бытового предмета есть альтернатива.

2. Заменить обычные ватные палочки, в которых ножка сделала из пластика, на палочки с картонными ножками. Удивительно, но именно ватные палочки очень часто находят в водоёмах.

3. По возможности покупать одежду из натуральных тканей (без полиэстера и других синтетических примесей).

4. Отказаться от косметики с микропластиком

Этому пункту я хочу уделить особое внимание

Почему нам все же стоит беспокоиться о микропластике

Дело в том, что, несмотря на заключение ВОЗ, сами же эксперты организации заявляют, что проблема микропластика «недостаточно изучена» и требует дальнейшего наблюдения. К тому же на данный момент неизвестно, какое влияние на организм оказывают наночастицы пластика (а такие тоже есть). Наночастицы пластика, согласно некоторым данным, могут проникать в кровяное русло и это уже может быть куда опасней. К тому же, неизвестно ничего и о том, как влияет на организм микропластик после термической обработки. Например, проявляются ли токсичные свойства микропластика после того, как воду с микропластиком прокипятят.

При этом вредное влияние микропластика на окружающую среду все же не стоит недооценивать. Несмотря на то, что нет данных о том, что микропластик негативно влияет на «большие» живые организмы, более мелкие обитатели нашей планеты вроде уже упомянутого планктона и рыб достаточно сильно ощущают на себе влияние микропластика. А снижение популяции небольших обитателей морей может повлиять на всю пищевую цепочку и в конечном итоге привести к экологической катастрофе. Так что, даже если микропластик и не оказывает влияния на нас с вами, это не означает, что он безвреден для других обитателей нашей планеты.

Источники микропластика

Член Международного союза охраны природы (IUCN) Франсуа Симар назвал главным источником загрязнения среды микропластиком синтетическую одежду и автомобильные шины.

Синтетические ткани захватили индустрию моды и спорта. Они дешевые, удобные, воздухопроницаемые, тянущиеся. Во время стирки крошечные волокна отделяются от тканей и попадают в канализацию, затем в моря и океаны. Одна загрузка белья становится причиной сотен тысяч макропластических частиц в океане. А представьте, сколько стиральных машин работают одновременно в эту минуту.

В 2018 году группа немецких ученых проанализировала более 500 мелких пластиковых частиц из воздуха вокруг трех оживленных немецких автомагистралей. Выяснилось, что источником 90% этих частиц являются автомобильные шины и дороги. Пластик выбрасывается в воздух при истирании протекторов, потом оседает в воде, почве, легких.

Его добавляют в качестве стабилизатора, регулятора вязкости, эмульгатора, антистатика, а в последнее время и просто для красоты (например, маски с блестками).