Е. А. Дядищева, М. Е. Дядищев, Елецкий государственный университет им. И. А. Бунина, Елец, Россия.
Аннотация. Микропластик представляет собой мелкие частицы пластика размером не более 5 мм, которые образуются в результате разложения больших пластиковых изделий или специально производятся для определенных целей. Проблема влияния микропластика на окружающую среду стала одной из главных экологических угроз нашего времени, так как эти частицы проникают во все сферы жизни: от океанов до наших тарелок.
Источниками микропластика являются не только большие пластиковые отходы, которые распадаются под действием природных факторов, но и повседневные предметы, такие как косметика, содержащая пластиковые микрогранулы и синтетическая одежда, выделяющая микроволокна при стирке. Даже автомобильные шины оказывают негативное влияние в распространение микропластика благодаря износу резины.
Попадание пластиковых фрагментов в организм человека происходит различными путями. Например, рыба и морепродукты, выловленные в загрязненной воде, могут содержать микропластик, который впоследствии легко может оказаться на нашем столе. Вода, которую мы пьем, будь то из-под крана или из бутылок, тоже может быть загрязнена этими частицами. Не стоит забывать и про воздух, содержащий данные частицы, особенно в городах и возле дорог.
Последствия воздействия микропластика на здоровье человека вызывают серьезные опасения. Данное синтетическое соединение содержит различные вредные добавки, такие как бисфенол А и фталаты, являющиеся силями и эфирами фталевой кислоты, могут нарушать функционирование эндокринной системы, вызывать репродуктивные растройства и повышать вероятность развития онкологических заболеваний. Кроме того, микропластик способствует возникновению воспалительных процессов в организме и может стать причиной аллергии и аутоиммунных реакций. Накапливаясь в жизненно важных органах, например, печени и мозге, он может серьезно нарушить их функционирование.
Экосистемы планеты также страдают от присутствия микропластика. Преимущественно, океаны становятся основными жертвами загрязнения, ведь большая часть микропластика оказывается именно там. Морские обитатели нередко принимают его за еду, что приводит к их гибели. Через пищевые цепи микропластик передается последующим организмам, угрожая здоровью высших хищников, включая человека. Почва, загрязненная пластиковыми частицами, теряет свою плодородность, что ставит под угрозу сельское хозяйство и устойчивость экосистем.
Накопление микропластика в окружающей среде и попадание его в пищевые продукты стало глобальной угрозой как для окружающей среды, так и для здоровья человека. В настоящее время интенсивное использование пластиковых контейнеров для пищевых продуктов, пластиковой упаковки, пластиковых бутылок и одноразовых стаканчиков спровоцировало проблему прямого контакта и выделения отслаивающегося пластика в пищевые продукты.
Источником микропластика могут быть бытовые отходы, такие как упаковка, бутылки и изделия из пластика, которые распадаются на мелкие частицы; промышленное производство, включающее отходы производств пластмасс, резинотехнических изделий и полимерных материалов; одежда, изготовленная из синтетических волокон, таких как полиэстер и нейлон, которые выделяют микроскопические волокна при стирке; косметика и бытовая химия, содержащие микропластик в качестве абразивов или эксфолиантов (например, скрабы, пилинги, энзимы пудры и т. п. ). Данное химическое соединение используется в косметике из-за невысокой стоимости и достаточной эффективности.
Рассмотрим возможные пути попадания микропластика в окружающую среду:
• Через сточные воды, когда микропластик смывается с поверхностей, уходит в канализационные сети и не полностью удаляется на очистительных станциях.
• С мусором, который выбрасывается на свалки, некорректно утилизируется и, постепенно разлагаясь, выделяет микропластик.
• Через выбросы в атмосферу, где мельчайшие частицы пластика поднимаются с пылью и разносятся ветрами на большие расстояния.
В последние десятилетия проблема микропластика стала одной из самых острых экологических проблем. Воздействие микропластика на экосистемы многогранно. В настоящее время, мельчайшие фрагменты пластика стали повсеместными загрязнителями. Океаны содержат высокие концентрации микропластика, особенно в поверхностных водах и донных осадках. Реки и пресноводные водоемы также страдают от данного вида загрязнения, которое оказывает негативное влияние на водные экосистемы. Почва подвергается загрязнению через сбросы мусора, полив водой, содержащей мельчайшие частицы синтетического вещества, и атмосферные осадки. Воздух насыщен мелкими пластиковыми частицами, которые могут переноситься на тысячи километров и осаждаться на растениях и поверхностях. В эпоху бурного развития химической промышленности, микропластик стал неотъемлемой частью практически всех сфер нашей жизни, проникая в самые отдалѐнные уголки планеты и создавая серьѐзные экологические и медицинские вызовы.
Основным источником микропластика в окружающей среде являются вода, используемая для стирки, а также автомобильные шины. Исследования показывают, что потребление бутилированной воды может привести к поступлению в организм до 90 000 частиц микропластика в год, в то время как использование водопроводной воды связано с поступлением в нее до 4000 частиц. Также в ходе исследований выявлено, что миграция микропластика и токсичных веществ из упаковки усиливается при нарушении сроков хранения и температурных условий, а также при применении пластиковой упаковки с повреждениями. Кроме того, пластиковый предмет, попав в воду или грунт, разлагается и распространяет полимерные микрочастицы.
В организм человека микропластик чаще всего попадает вместе с пищей, то есть с упаковкой или самими продуктами. Например, рыба и морепродукты могут содержать микрочастицы пластика, которые ранее попали в воду и были ими употреблены (в организм человека может поступать до 11000 частиц микропластика в год). Ещѐ одним источником считается загрязнѐнный воздух. Организм человека подвергается воздействию микропластика в результате вдыхания микропластика с воздухом и при контакте с кожей этих частиц, содержащихся в продуктах, текстиле или пыли.
Исследования указывают на то, что микропластик способен проникать в клетки организма, вызывая воспалительные процессы, что, в свою очередь, может привести к различным заболеваниям, таким как аллергия, астма, а также повышенному риску развития рака.
Биологическое действие микропластика на организм человека.
• Попадание в кровь и лимфу. Микропластик, попадая в желудок и кишечник, способен распространяться по всему организму, накапливаясь в печени, почках и других внутренних органах.
• Воспалительные реакции и повреждение тканей. Например, попав в лѐгкие, микрочастицы пластика могут вызвать механические повреждения и воспалительные реакции.
• Эндокринные нарушения. Микропластик может содержать токсичные вещества, такие как бисфенол А, способные проникать в организм человека и вызывать нарушения функционирования эндокринной и репродуктивной систем.
• Канцерогенный потенциал. Вследствие биоаккумуляции, микропластик способен оказывать канцерогенное воздействие, приводя к мутациям клеток и развитию злокачественных новообразований.
• Иммунные реакции. Микропластик может служить вектором для патогенных микроорганизмов, таких как грибки, бактерии и простейшие, которые формируют биоплѐнки на его поверхности. Наличие этих патогенов может спровоцировать дисбиоз, что приводит к ослаблению иммунитета хозяина и повышению риска развития инфекционных заболеваний.
Перейдем к экологической опасности микропластика, которая главным образом, заключается в следующем:
Микропластик можно найти на различны песчаных пляжах, в поверхностных водах, а также в толще воды и глубоководных отложениях. Водные обитатели запутываются в пластиковых изделиях или глотают микропластик, что наносит им вред. Например, рыболовные сети опутывают рыб, дельфинов, морских черепах, акул, дюгоней, крокодилов, морских птиц, крабов и других обитателей, ограничивая их движение и вызывая голод, рваные раны и инфекцию. Биоаккумуляция в гидросфере рассматривается как особая потенциальная угроза организмам более высоких трофических уровней. Поэтому частицы микропластика могут беспрепятственно переходить от простейших организмов к высшим хищникам, что нарушает пищевую цепь. Например, птицы и рыбы часто принимают маленькие гранулы пластика за добычу. Химическое соединение мигрирует благодаря круговороту веществ в природе и может попадать в почвы и водоѐмы, отравляя другие живые организмы. Некоторые исследования говорят о том, что микропластик представляет острую токсичность и канцерогенность.
Если рассмотреть экономические и социальные последствия загрязнения, то можно выделить следующие аспекты:
Затраты на лечение заболеваний. Высокомолекулярные синтетические соединения могут выступать в качестве векторов для распространения патогенных бактерий, способствуя тем самым передаче инфекционных заболеваний. Так, обнаружение микропластика в артериях значительно повышает риск развития сердечно-сосудистых осложнений, таких как инфаркт миокарда или инсульт.
Потери в сельском хозяйстве и рыболовстве. Наличие пластика в сельскохозяйственных почвах приводит к ухудшению процессов усвоения питательных веществ растениями, и это приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур. Это негативно сказывается на продовольственной безопасности. В водной среде микропластик может оказывать отрицательное влияние на иммунитет, рост, размножение, выживаемость и метаболизм водных организмов.
Увеличение расходов на очистку воды и последующее восстановление экосистем. Малый размер частиц микропластика затрудняет процесс очистки сточных вод с помощью привычных фильтрационных систем. Например, по оценке ООН, мир ежегодно теряет из-за него до $8 млрд (включаются убытки в сфере рыболовства, туризма и стоимость очистных мероприятий).
Социальные движения и инициативы по борьбе с мельчайшими фрагментами микропластика включают проекты по созданию систем очистки воды для удаления микропластика. Например, система, разработанная исследователями из Института науки и технологий Тэгу Кѐнбук в Южной Корее. Помимо этого существуют специализированные выставки, как та, что проводится Фондом «Экология» в МГТУ имени Баумана в рамках проекта «Экопросвещение» для популяризации защиты почвы и водных ресурсов от засорения пластиком и микропластиком.
Исследования влияния микропластика на здоровье человека остаются актуальными и продолжают активно развиваться. Хотя эксперты признают, что данных о глобальном влиянии микропластика, о его реальной концентрации в разных местах планеты пока очень мало. Тем не менее уже есть некоторые важные выводы и результаты, полученные и обобщѐнные учеными.
Основные направления исследований.
1. Проникновение в живые организмы: работники научно-исследовательских лабораторий и центров активно занимаются изучением вопроса проникновения микропластика в живые организмы (в т. ч. человека) через окружающую среду и процессы питания и дыхания: воду, воздух и пищу. Ученые пытаются дать количественную оценку объемам проникновения частиц данного вещества в организм и выявить возможности и особенности механизмов, за счет которых частицы перемещаются внутри него.
2. Распространение в тканях и органах и их концентрирование: ввиду того, что клеточные мембраны обладают полупроницаемостью, микроскопические частицы могут без особого труда перемещаться из одной клетки в другую, заселяя отдельные ткани (или их группы), органы, а в дальнейшем и весь организм. Все это может негативно сказаться на здоровье и жизнедеятельности организма. Например, обнаружены следы микропластика в легких, печени, почках и мозге лабораторных животных.
3. Биохимический стресс: учѐные анализируют токсикологические эффекты микропластикового загрязнения. Доказано, что эти частицы могут провоцировать окислительный стресс, воспаление и иммунные реакции.
4. Эндокринные нарушения: химические компоненты пластмассы, такие как бисфенолы и фталаты, могут действовать как эндокринные разрушители, вмешиваясь в работу гормонов. Возможные последствия включают изменения в развитии репродуктивных органов, метаболизме и работе нервной системы.
5. Канцерогенные риски: есть опасения, что длительное накопление микропластика в тканях может увеличивать риск развития опухолей. Однако этот вопрос пока недостаточно изучен и требует дальнейших исследований.
6. Реакции иммунной системы: лабораторные эксперименты показали, что контакт с химическими соединениями подобного рода может вызывать хроническое воспаление и приводить к изменениям в иммунной системе, повышая уязвимость перед инфекциями.
7. Нейротоксичность: имеются данные о потенциальном воздействии микропластика на нервную систему, хотя этот аспект еще слабо изучен.
8. Общее состояние здоровья: обширные исследования касаются возможных связей между накоплением мелких фрагментов пластика и общим состоянием здоровья людей, такими как сердечно-сосудистые заболевания, ожирение и сахарный диабет.
9. Экспериментальные модели: в исследованиях используются различные экспериментальные модели – от клеточных культур до животных моделей, чтобы лучше понять механизмы взаимодействия микропластика с живыми системами.
10. Исследование популяционных эффектов: наблюдения проводятся среди групп населения, подверженных высокому уровню воздействия микропластика, чтобы выявить возможные долговременные эффекты на здоровье.
Ввиду всего вышесказанного нельзя не отметить и открытия настоящего времени.
• В 2019 году исследование показало присутствие микропластика в плаценте человека, что вызывает серьезные беспокойства касательно безопасности беременных женщин и развивающихся плодов.
• В 2020 году было обнаружено, что микропластик может влиять на микробиоту кишечника, что потенциально связано с изменениями в обмене веществ и развитием хронических заболеваний.
• Исследование 2021 года выявило наличие микропластика в крови человека, что подтверждает способность частиц попадать в кровоток и циркулировать по всему телу.
Вызовы и будущие перспективы. Несмотря на значительные достижения и продвижения в изучении данного рода вопросов, ученые все же нередко сталкиваются с рядом трудностей:
• Точное измерение количества микропластика в организме остается сложной задачей.
• Долгосрочные последствия воздействия неизвестны, так как данное высокомолекулярное соединение появилось сравнительно недавно в масштабах человеческой истории.
• Оценка рисков затруднена из-за отсутствия унифицированных методов анализа и недостаточной стандартизации подходов.
Применительно к водной экосистеме нельзя не отметить того факта, что недостаток или даже отсутствие стандартизированных методов отбора проб воды; недостаточность теоретического и практического материала (недостаточность исследований) в вопросах изучения воздействия микропластика на организм человека; отсутствие методологии гигиенического нормирования микропластических частиц в воде определяют необходимость проведения экспериментальных исследований. Все вышесказанное будет направлено на выявление и диагностику источников и причин загрязнения микропластиком водных объектов окружающей среды. Главным образом сюда можно отнести источники питьевого водоснабжения, а также оценки риска для здоровья всего населения и дальнейшего обеспечения безопасных условий водопользования. Для снижения производства и потребления пластика существует ряд возможностей, которые могут значительно уменьшить негативное воздействие на окружающую среду и здоровье человека. Приведем некоторые из них:
1. Замена одноразового пластика многоразовыми альтернативами. Использование многоразовых контейнеров, сумок и бутылок вместо одноразовых. Замена традиционных пластиков биопластиками, которые разлагаются быстрее и менее вредят экологии.
2. Повышение эффективности переработки. Создание более эффективной системы сбора и сортировки отходов. Применение инновационных методов переработки, позволяющих повторно использовать большее количество пластиковых отходов.
3. Стимулирование ответственного потребления. Повышение осведомленности населения о вреде пластика и важности сокращения его использования. Введение налогов на одноразовый пластик и субсидирование экологически чистых продуктов.
4. Регулирование и стандарты. Введение законодательных запретов на использование некоторых видов одноразового пластика. Участие стран в международных инициативах по сокращению пластикового загрязнения.
5. Инновации в дизайне и производстве. Переход к более рациональному дизайну продукции, исключающему ненужное использование пластика. Разработка и внедрение новых материалов, заменяющих традиционные пластики.
6. Корпоративная социальная ответственность. Принятие компаниями обязательств по снижению использования пластика и улучшению управления отходами. Сотрудничество с неправительственными организациями для разработки и реализации программ по сокращению пластикового загрязнения.
7. Поддержка местных локальных инициатив. Финансовая и государственная поддержка местных сельских, областных, региональных и т. д. проектов, стартапов и программ по сбору, перевозке и переработки пластиковой продукции. Дополнительная разработка программ малыми и большими промышленными предприятиями по уменьшению количества пластиковых отходов, способствующих загрязнению окружающей среды.
8. Внедрение стандартов и нормативных документов, неисполнение которых повлечет за собой различного рода наказания, систему штрафов и ограничений. Например, группа по стандартизации, созданная Европейской ассоциацией производителей пластмассы Plastic Europe, является стандартом безопасного использования пластика в повседневной жизни.
Эти меры требуют комплексного подхода и участия всех уровней общества — от правительств и корпораций до индивидуальных потребителей. Только совместными усилиями можно существенно сократить производство и потребление пластика, минимизируя его пагубное воздействие на природу и здоровье человека. Для достижения благоприятных результатов в рамках снижения загрязнения окружающей среды пластиковыми отходами и, в частности, микропластиком, необходимо разрабатывать, реализовывать, контролировать и улучшать экономические механизмы, которые будут способствовать сокращению и оптимизации условий применения пластика и в дальнейшем стимулировать спрос на переработанный пластик.
Литература:
Ганичев П. А. О влиянии частиц микропластика в питьевой воде на здоровье населения. Обзор // Здоровье населения и среда обитания. – 2021. – № 9. – С. 40–43.
Гордеева, С. Е. Анализ проблемы содержания микропластика в водных объектах и пути ее решения / С. Е. Гордеева, Н. П. Букалова // Современные технологии в строительстве. Теория и практика. – 2024. – Т. 1. – С. 520-523. – EDN NLUIZQ.
Исламова, С. В. Изучение воздействия микропластика на экосистемы / С. В. Исламова, Е. Ю. Микрюкова // Вестник науки. – 2024. – Т. 4, № 12(81). – С. 2122-2129. – EDN CASCZE.
Исригова, Т. А. Микропластик в пищевых продуктах потенциальная угроза здоровью человека / Т. А. Исригова, А. А. Лукин // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. – 2023. – № 3(80). – С. 93-98. – DOI 10. 33979/2219-8466-2023-80-3-93-98. – EDN SBJAXJ.
Микропластик в воде новый фактор риска здоровью / О. О. Синицына, Г. Б. Еремин, В. В. Турбинский [и др. ] // Анализ риска здоровью 2023: Совместно с международной встречей по окружающей среде и здоровью RISE-2023: материалы XIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участие, Пермь, 17–19 мая 2023 года. Том 1. – Пермь: Пермский национальный исследовательский политехнический университет, 2023. – С. 32-38. – EDN GCMTHR.
Проблема микропластика в гидросфере и аспекты влияния на здоровье людей / Г. Д. Смирнова, Е. Б. Шабанович, Д. А. Ковш, А. В. Карпач // Современные вопросы радиационной и экологической медицины, лучевой диагностики и терапии: сборник материалов Республиканской научнопрактической конференции с международным участием, Гродно, 24–25 сентября 2020 года / отв. ред. А. С. Александрович. – Гродно: Гродненский государственный медицинский университет, 2020. – С. 328-333. – EDN JOUWRV.
Система мер по уменьшению пластикового загрязнения и потенциального воздействия на здоровье человека (обзор литературы) / Д. А. Краскевич, Д. В. Щербаков, Ю. В. Жернов [и др. ] // Медицина труда и экология человека. – 2024. – № 3(39). – С. 113-131. – DOI 10. 24412/2411-3794-202410307. – EDN AIJEYY.
Фомченко, А. О. Микропластик в косметике / А. О. Фомченко, Н. А. Волкова // Достижения молодежной науки для агропромышленного комплекса: Сборник трудов LVII научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Тюмень, 27 февраля – 03 2023 года. Том Часть 8. – Тюмень: Государственный аграрный университет Северного Зауралья, 2023. – С. 189-192. – EDN DZOGGN.
Ширяева, М. А. Проблемы в изучении микропластика в питьевой воде как фактора негативного воздействия на здоровье человека / М. А. Ширяева // Здоровье и окружающая среда: Сборник материалов международной научно-практической конференции, Минск, 23–24 ноября 2023 года. – Минск: РУП "Издательский центр БГУ", 2023. – С. 69-72. – EDN TSRJNS.
![Микропластик в воде и пище: [не]осведомленность](/upload/iblock/3a0/h99p373wv55ur266lw4qbbegvp6f8033.jpg)
