Полугодина И. А., Турова М. А
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, г. Санкт-Петербург, Россия
Пластмассы в современном мире являются одним из наиболее распространенных материалов в окружающей среде. Причина столь массового использования пластика в промышленных масштабах заключается в его низкой для производителя себестоимости, высоком уровне износостойкости, прочности и сравнительной легкости материала. Стремительное и бурное развитие промышленного производства пластика на глобальном уровне в XX (и XXI) столетии. когда глобальная экономика переживала беспрецедентный рост и развитие, привело, в свою очередь, к вытеснению металлов, дерева, стекла и прочего сырья, используемого в промышленности. Вследствие беспорядочного и зачастую неконтролируемого на законодательном и практическом уровнях использования пластмассы перед всем человечеством возникла проблема загрязнения окружающей среды - в частности, водной экосистемы - частицами пластика. На данный момент микропластик обнаружен в континентальных водах, которые являются источниками питьевой воды для всего человечества и общей совокупности живых организмов.
Одним из основных источников попадания частиц пластика в окружающую среду являются сточные воды промышленных предприятий и бытовых помещений. При стирке вещей от тканевого материала, который использует человек для одежды и быта, отделяются синтетические волокна, попадающие затем в канализационные стоки. Еще одним источником попадания частиц пластика в воду является косметическая продукция. При смывании косметики в сточные воды попадают частицы пластика, которые сегодня не способна изъять ни одна система очистки, что, в свою очередь, является крайне проблематичным моментом для современной экосистемы.
Сбор и утилизация крупных пластиковых фрагментов представляется возможным, однако мелкие частицы доступны для обнаружения лишь под микроскопом. Поэтому распространение микропластика в биосфере происходит для человека совершенно незаметно.
Актуальность указанной проблемы подтверждается следующим фактором: новый тип загрязнения окружающей среды, микропластик, создает угрозу экологическому состоянию водных объектов и может оказывать влияние на организм человека как на локальном, так и на глобальном уровнях. Из-за того, что проблемой распространения микропластика компетентные природооохранные организации занялись сравнительно недавно, в настоящий момент не существует четких методов определения и анализа такого вида частиц в природных объектах.
Цель работы - изучение методов определения микропластика в водном объекте.
Пластик представляет собой искусственно синтезированные молекулярные соединения. Они сформированы из структурных повторяющихся звеньев - мономеров. Они, в свою очередь, связываются в длинные цепочки - полимеры. Загрязняющие окружающую среду частицы пластика встречаются во всех существующих природных средах: в почвах, водной среде и донных отложениях. Частицы размером менее 5 миллиметров и называются микропластиком. [1] Он подразделяется на первичный и вторичный микропластик. Первичный микропластик это специально произведенные и добавленные в различную продукцию микрогранулы пластика, применяемые в производстве косметических средств, чистящих средств и наполнителей. [1] Вторичный микропластик - продукт распада в природной среде крупных фрагментов пластика, таких как пакеты, одноразовая посуда, бутилированные емкости и иные виды отходов, на микроскопические частицы, [1] Одной из основных проблем микропластика является сложность в его изъятии из окружающей среды. Причина сложности заключается в невозможности сбора или фильтрации этих частиц. Микропластик в водной среде способен сорбировать различные токсические вещества, которые впоследствии могут попадать в живой организм путем последующей передачи по пищевой цепочке. Таким образом, микропластик может попасть в человеческий организм посредством следующей пищевой цепочки: микропластик-рыба-человек.
Для выявления микропластика применяется метод анализа химического состава частиц - ИК спектроскопия, который представляет собой изучение взаимодействия инфракрасного излучения с различного рода веществами. Однако указанный метод требуют существенных финансовых расходов и вложений. Еще одним фактором выступают имеющиеся для него ограничения, связанные с размерами частиц, а также требованиями к пробам и изменениям поверхности частиц пластика при воздействии окружающей среды. Однако более доступным является способ визуальной идентификации - световая или оптическая микроскопия. Этот метод позволяет определить частицы, которые невозможно отличить человеческим глазом, путем использования светового микроскопа. Тем не менее, с помощью такого метода представляется весьма проблематичной идентификация частиц пластика по причине схожести фрагментов с синтетическими нитями, которые можно ошибочно посчитать за волокна водорослей из-за, казалось бы, соответствующей визуальной формы. Основное отличие заключается в том, что волокна водорослей, в отличие от синтетических нитей, имеют клеточную структуру.
Микропластик различных размеров распределяется на разных уровнях водного объекта: в толще воды и в донных отложениях. Чтобы определить наличие микропластика в водном объекте, необходимо произвести отбор проб воды и донных отложений. Первоочередный вопрос для этой задачи - определение места и периодичности отбора проб на водном объекте.
Отбор проб воды производится на разной глубине с помощью батометра. Батометр - прибор, представляющий собой цилиндрическую емкость, который позволяет произвести забор пробы воды с заданной глубины водного объекта.
Отбор донных отложений производится с помощью дночерпателей. Дночерпатель - прибор, представляющий собой модификацию ковша, который позволяет осуществлять отбор проб путем зачерпывания грунта в конкретной точке.
После проведенного отбора необходимо провести лабораторный анализ проб, которые разделяют на две равные части. Одну из них исследуют, а другую - консервируют. Анализ на определение наличия (или же отсутствия) микропластика включает в себя следующие стадии: плотностное разделение, фильтрование, жидкое окисление в перекиси водорода, сушка, визуальная сортировка с помощью микроскопа [2]. В ходе проводимых исследованием создается отчет, в котором описываются все пробы и количество содержащихся в нем веществ.
Таким образом, указанный метод позволяет определить наличие (или же отсутствие) микропластика в водной толще и донных отложениях и их концентрацию в месте отбора проб. Также представляется возможным определить источник загрязнения, например, промышленный объект. Описанный метод не решает проблему извлечения микропластика из водного объекта, но возможность его определения, на данный момент, позволяет выявить источник загрязнения и снизить его влияние на природную среду, путем установки дополнительных систем очистки или вовсе ликвидировать.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Ш. Р. Поздняков, Е. В. Иванова, А. В. Гузеева, Е. П. Шалунова, К. Д. Мартинсон, Д. А. Тихонова / Исследование содержания частиц микропластика в воде, донных отложениях и грунтах пребрежной территории Невской губы Финского залива / Водные ресурсы 2020. doi: 10/31857/S0321059620040148;
2. E. V. Ivanova, Sh. R. Pozdnyakov and D. A. Tikhonova / Analysis of microplastic concentrations in water and bottom sediments as a new aspect of ecological monitoring // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 834 (2021). doi: 10. 1088/1755-1315/834/1/012057;
3. В. А. Румянцев, Ш. Р. Поздняков, Л. Н. Крюков / К вопросу о проблеме микропластика в континентальных водоемах / Российский журнал прикладной экологии УДК 282. 247. 212 2019.
![Микропластик в воде и пище: [не]осведомленность](/upload/iblock/3a0/h99p373wv55ur266lw4qbbegvp6f8033.jpg)
