Ответ на вопрос
Микропластик
Микропла́стик — это частицы пластика размером менее пяти миллиметров, являющиеся одним из факторов загрязнения окружающей среды. Микропластик обнаруживается во всех оболочках Земли: литосфере, гидросфере и атмосфере. Из-за химической инертности и устойчивости к биологическому разложению способен сохраняться в экосистемах на протяжении длительного времени[1][2].
Общие сведения
| Микропластик | |
|---|---|
| англ. Microplastics | |
| Область использования | Загрязнитель |
| Дата появления | 2004 |
| Автор понятия | Ричард Томпсон |
Определение
Согласно принятым стандартам, к микропластику относятся твёрдые частицы синтетических полимеров, размер которых не превышает 5 мм[3][4][5]. Микропластик также включает нанопластик, размер частиц которого не превышает 100 нанометров[4].
Исследования показывают, что по состоянию на 2025 год в окружающую среду выбрасывалось 130 млн тонн пластика ежегодно[6].
Классификация
Микропластик классифицируют по способу его попадания в окружающую среду на первичный и вторичный[7].
Первичный микропластик
Представляет частицы продукта, произведённого для промышленного, коммерческого и личного использования. Попадают в окружающую среду в виде мелких частиц в процессе производства, транспортировки, использования или утилизации продукта[7]. Первичный микропластик составляет около 15—30 % от общего объёма пластика в Мировом океане[8].
- Микроволокна текстиля: При стирке синтетической одежды волокна отделяются механически[9][10]. Считается самым массовым источником загрязнения первичным микропластиком, составляя до 35 % загрязнения[8][11].
- Износ автомобильных шин: При трении о дорожное покрытие образуется мелкодисперсная пыль[12]. Шинная пыль составляет до 28 % загрязнения первичным микропластиком[8][11].
- Косметические микросферы: Добавляются в скрабы, гели для душа и зубные пасты в качестве абразивов. Некоторое скрабы могут содержать более 12 тыс. микросфер на один грамм продукта[13]. Из-за малого размера они не фильтруются очистными сооруженими[14][15][16]. Составляют до 2 % загрязнения первичным микропластиком[8][11].
- Промышленные гранулы: Потери гранул при производстве, транспортировке и использовании составляет до 0,3 % от общего загрязнения первичным микропластиком[11].
Вторичный микропластик
Вторичный микропластик образуется в результате разрушения крупного пластикового мусора под воздействием физических, химических и биологических факторов[17]. Доля вторичного микропластика составляет от 69 до 81 % в Мировом океане[8].
- Фотодеградация: УФ-излучение солнца разрывает полимерные цепи, делая пластик хрупким[18]
- Механическое истирание: Пластик перемалываются от взаимодействия с другими предметами[19]
- Биологическое воздействие: Микроорганизмы такие как бактерии или грибы воздействовать на пластик, ускоряя его распад[20]
Морфология
Также используется классификация микропластика по его морфологии[21]:
| Подкатегория | Описание | |
|---|---|---|
| Шарообразные | Сферические (полусферические) | Имеют признаки производства в такой форме и размере |
| Зернообразные | ||
| Гранулы | ||
| Пеллеты | ||
| Шарики | ||
| Волокнистые | Нитеобразные | Волокна, длина которых значительно превышает ширину |
| Расслоившиеся | ||
| Фрагментарные | Плёнка | Имеют признаки происхождения от больших частиц |
| Пенообразные |
История изучения
История изучения микропластика связана в историей разработки и производства пластмасс. Изобретение целлулоида Джоном Хайатом в 1869 году было направлено на поиск замены слоновой кости, использовавшейся в бильярдных шарах[22]. В 1907 году Лео Бакеланд создал бакелит — первую полностью синтетическую пластмассу, которая не размягчалась при нагревании[23]. В 1933 году Уоллес Карозерс из компании DuPont синтезировал Нейлон 66, который стал первым коммерчески успешным синтетическим термопластичным полимером[24]. В 1938 году Рой Планкетт случайно открыл политетрафторэтилен (тефлон)[25]. В 1941 году Джон Уинфилд (англ. John Whinfield) и Джеймс Диксон (англ. James Dickson) запатентовали полиэтилентерефталат (ПЭТ), ставший основой для производства бутылок[26]. После Второй мировой войны нефтехимия было налажено массовое производство полиэтилена, полипропилена и полистирола[27][28]. В 1950-е годы пластиковая посуда вошла в каждый дом[29]. В 1960-е шведская компания Celloplast запатентовала полиэтиленовый пакет, который быстро вытеснил бумажную упаковку[30]. К 1980-м годам ПЭТ-бутылки стали стандартом для индустрии напитков[31]. Объём выпуска пластиковых бутылок вырос примерно с 2 млн тонн в 1950 году до 368 млн тонн в 2019[32]. К 2019 году человечество произвело суммарно более 9,5 млрд тонн пластика, из которых примерно 7 млрд тонн стало мусором. При этом до 50 % пластика производится для одноразовых продуктов[33]. Накопленные запасы пластика постепенно разрушаются, превращаясь в микропластик[34].
Первые исследования микроскопических полимерных частиц в океане относятся к 1970-м годам. В 1972 году в журнале Science была опубликована работы Эдварда Карпентера (англ. Edward Carpenter) и К. Смита (англ. K. Smith), в которой сообщалось об обнаружении пластиковых гранул и фрагментов на поверхности Саргассова моря. Была также отмечена способность пластиковых гранул адсорбировать полихлорированные дифенилы[35][36].
В 1974 году Джон Колтон (англ. John Colton) описал присутствие пластиковых частиц в водах северо-западной Атлантики, указав на их повсеместное распространение[37].
В 1980-х годах учёные начали фиксировать попадание пластика в организмы морских птиц и черепах[38].
В 1997 году океанолог Чарльз Мур обнаружил «Большое тихоокеанское мусорное пятно», что привлекло внимание СМИ к проблеме накопления отходов в океанических круговоротах, однако микроскопические частицы оставались вне фокуса внимания исследователей[39].
В 2004 году в журнале Science выходит работа морского биолога Ричарда Томпсона (англ. Richard Thompson) и его коллег из Плимутского университета «Затерянные в море: где весь пластик?» (англ. Lost at Sea: Where Is All the Plastic?), которая положила начало изучению проблемы микропластика. В работе был впервые использован термин «микропластик» для описания фрагментов полимеров размером до 20 микрон, обнаруженных в морских осадках и планктонных пробах, и было доказано их накопление в морской среде с 1960-х годов[40].
В 2008 году Национальное управление океанических и атмосферных исследований США провело первый Международный исследовательский семинар по микропластику в Сиэтле. По итогам семинара было предложено официальное определение микропластика как частиц размером менее 5 мм, что позволило сопоставлять данные различных мировых исследований[41].
В 2018 году Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН опубликовала масштабный доклад «Микропластик в рыболовстве и аквакультуре», в котором систематизировались данные о заглатывании пластика более чем 200 видами морских организмов, включая коммерчески важные виды рыб и морепродуктов[42].
В 2024 году Ричард Томпсон представил в Science обзорный труд, подводящий итоги 20-летнего периода изучения микропластика, где было подтверждено его обнаружение в человеческой крови, лёгких и плаценте[43].
Распространение в окружающей среде
Микропластик проникает во все оболочки Земли: гидросферу, литосферу и атмосферу[44][45][46].
Гидросфера
Исследования показывают, что микропластик доминирует в количественном выражении среди всех видов морского антропогенного мусора[47]. Частицы обнаруживаются на всех континентах, от поверхностных вод до глубоководных впадин и во всех типах водоёмов — от океанов до горных ручьёв[48]. Общее содержание микропластика в морской воде может превышать 100 тыс. частиц/м3[49].
Микропластик содержится в арктических морских льдах и придонных осадках. Основными путями попадания в полярные регионы являются трансграничный перенос течениями и локальная навигационная деятельность[50]. Глобальное моделирование указывает на то, что сточные воды являются основным путём экспорта микропластика из рек в моря, особенно в густонаселённых регионах[51]. Отдельные исследования показывают, что концентрации микропластика в глубоководных экосистемах могут быть выше, чем на поверхности, из-за оседания частиц[52].
Пресноводные водоёмы также подвержены загрязнению пластиком, так в озере Байкал зафиксированы концентрации микропластика, сопоставимые с уровнями загрязнения в некоторых регионах Мирового океана. Микропластик в Байкале скапливается преимущественно в ледовом покрове и вблизи причалов для судов[53]. Загрязнению микропластиком также подверглись сибирские реки, в частности Обь и Иртыш[54]. В Волге и Доне концентрации микропластика достигают 80-90 частиц/м3, причём максимальные уровни наблюдаются вблизи крупных мегаполисов[55].
Урбанизированные территории вносят значительный вклад в загрязнение вод через ливневые стоки. Городской сток является критическим путём попадания микропластика в водные системы[56].
Литосфера
Основными источниками загрязнения литосферы являются сельскохозяйственная деятельность и атмосферные выпадения[1].
Накопление полимерных частиц в почве изменяет её физико-химические характеристики: пористость, структуру и влагоудерживающую способность. Это может приводить к деградации почвенного покрова и снижению плодородия[57]. Микропластик может рассматриваться как фактор глобальных изменений в наземных системах[58]. Концентрации микропластика в сельскохозяйственных почвах могут достигать 200 тыс. частиц/кг почвы[59].
Микропластик влияет на жизнедеятельность почвенных организмов и может изменять микробный состав ризосферы растений. Существуют данные о способности нанопластика проникать в корневую систему и накапливаться в тканях растений[60].
Атмосфера
Взаимодействуя с солнечным светом микропластик, оказывая влияние на энергетический баланс Земли. Наличие микропластика в атмосфере приводит к глобальному потеплению, и его вклад оценивается в 16,2 % от эффекта чёрного углерода[61]. Кроме того, перенос воздушных масс приносит микропластик в отдалённые регионы, включая горы и полярные области[62][63].
Питьевая вода и продукты питания
Микропластик присутствует в основных продовольственных товарах по всему миру[64]. Так, частицы полимеров выявлены в морской соли, мёде, сахаре, пиве, а также в тканях рыб и морепродуктов[65][66]. В рыбе выловленной в морях бассейна Атлантического океана содержание микропластика может достигать от 1 до 7 частиц на одну особь[49].
Загрязнение микропластиком характерно также и для бутилированной воды, в которой его концентрация может быть выше, чем в водопроводной из-за вымывания частиц из пластиковой тары[49].
Экологические последствия
Исследователи отмечают, что нет свидетельств прямого воздействия микропластика на биоразнообразие на уровне экосистем, однако подчёркивают, что существуют убедительные гипотезы о потенциальных долгосрочных последствиях[67]. Отчёты Продовольственная и сельскохозяйственная организации ООН также указывают на потенциальные риски для продовольственной безопасности и рыболовства, связанные с загрязнением микропластиком[68].
Значительному влиянию микропластика подвергаются фитопланктон и зоопланктон, которые являются основой водных пищевых цепей[69].
Мелкие частицы микропластика (1-2 мкм) могут адсорбироваться на клеточных стенках или проникать внутрь клеток фитопланктона, механически препятствуя поглощению питательных веществ и газообмену, что приводит к снижению роста. Наноразмерные частицы могут вызывать затенение, снижая эффективность фотосинтеза[69].
Накопление микропластика в пищеварительном тракте организмов может создавать ложное чувство сытости, что приводит к снижению потребления пищи и, как следствие, к голоданию и истощению. Это особенно актуально для фильтраторов, таких как мидии, устрицы и некоторые виды рыбы, которые не способны отличить микропластик от пищи[70].
Микропластик также обладает высокой способностью адсорбировать органические и неорганические загрязнители из окружающей среды, такие как полициклические ароматические углеводороды, полихлорированные бифенилы, пестициды и тяжёлые металлы. Эти токсины могут высвобождаться в пищеварительном тракте организмов после проглатывания микропластика. Таким образом, микропластик выступает в роли вектора для переноса загрязняющих веществ по пищевой цепи[71].
Изменения в составе и численности фитопланктона и зоопланктона, вызванные микропластиком, могут привести к дестабилизации всей водной пищевой сети. Например, снижение доступности или качества пищи для травоядных организмов может сказаться на хищниках, которые ими питаются, что свою очередь может привести к сокращению популяций рыб и морских млекопитающих[69].
Влияние на здоровье человека
Вопрос воздействия микропластика на здоровье человека является предметом научных дискуссий и исследований. Ввиду повсеместного распространения полимерных частиц в окружающей среде, научное сообщество перешло от изучения внешнего загрязнения к оценке внутреннего влияния на организм человека и поиску потенциальных патофизиологических механизмов[72].
Пути попадания
Основными путями попадания микропластика в организм человека[73][74]:
- Проглатывание. Микропластик попадает в организм человека с потребляемой едой и водой, куда он может попадать, в частности, через пластиковую упаковку. Также может попадать с сельскохозяйственными продуктами, выращенными на почве или с использованием удобрений, содержащими микропластик. Ещё один путь — использование пластиковой кухонной утвари, которая разрушается при нагревании
- Вдыхание. Микропластик, содержащийся в воздухе попадает в организм человека при дыхании. Источниками загрязнения может быть городская пыль, выбросы от автомобилей, а также распад бытового мусора на свалках
- Контакт с кожей. Существуют исследования, которые указывают на то, что микропластик может попадать в организм человека через волосяные фолликулы, потовые железы, а также порезы
Согласно исследованию 2019 года, опубликованному в журнале Environmental Science & Technology (2019), американец может потреблять от 39 000 до 52 000 частиц микропластика в год с пищей в зависимости от возраста и пола. С учётом вдыхания этот показатель возрастает до диапазона от 74 000 до 121 000 частиц ежегодно. У лиц, отдающих предпочтение воде в пластиковых бутылках, годовая норма может увеличиваться ещё на 90 000 частиц по сравнению с 4 000 частиц у пьющих водопроводную воду[75].
Обнаружение в организме
- Фекалии: Первые систематические данные об экскреции микропластика были получены в 2019 году. В образцах стула добровольцев из разных стран были обнаружены частицы размером от 50 до 500 мкм, преимущественно полипропилен и полиэтилентерефталат, что подтвердило прохождение пластика через желудочно-кишечный тракт[76]
- Кровь: Исследование 2022 года, проведённое группой учёных под руководством Хезер Лесли, впервые количественно определило пластик в крови человека. В исследовании, проводившемся методом двойной пиролизной газовой хроматографии-масс-спектрометрии приняли участие 22 здоровых донора. Согласно результатам исследования полимерные частицы (размером ≥700 нм) были обнаружены у 17 из 22 участников (77 %), средняя концентрация составила 1,6 мкг/мл. Наиболее часто встречались полиэтилентерефталат (в 50 % образцов), полистирол (в 36 %) и полиэтилен (в 23 %). Авторы отметили, что обнаружение пластика в кровотоке доказывает его биодоступность и теоретическую возможность миграции к органам через кровеносную систему[77]
Токсикологические эффекты
В экспериментах на рыбках данио-рерио и мышах воздействие микропластика приводило к развитию воспаления кишечника, окислительному стрессу и изменению состава микробиома. Наблюдались также нарушения метаболома, что может указывать на системное влияние на обмен веществ[78].
Микропластик также может представлять опасность за счёт собственных присадок, таких как фталаты, бисфенол А, антипирены, которые добавляются при производстве для придания пластику нужных свойств, а также адсорбированных из окружающей среды веществ, например пестициды или полициклические ароматические углеводороды[79][80].
Потенциальные риски
В ряде научных публикаций высказываются предположения о возможной связи накопления микропластика с ростом воспалительных заболеваний кишечника, нарушениями репродуктивной функции и даже риском тромбозов. Например, исследование 2024 года в журнале The New England Journal of Medicine показало корреляцию между наличием микро- и нанопластика в атеросклеротических бляшках и повышенным риском сердечно-сосудистых событий, однако авторы отметили, что это лишь ассоциация, а не доказанная причинно-следственная связь[81].
По состоянию на 2026 год научное сообщество рассматривает микропластик как потенциальный фактор риска. Всемирная организация здравоохранения указывает на необходимость дальнейших долгосрочных исследований. Подчёркивается, что дозозависимость эффектов, влияние различных форм частиц и долгосрочные последствия их хронического накопления в тканях человека на данный момент изучены недостаточно для вынесения окончательных медицинских заключений[82].
Мониторинг и регулирование
С марта 2022 года в рамках Межправительственного переговорного комитета по загрязнению пластиком, созданного под эгидой Программы ООН по окружающей среде, ведётся разработка юридически обязывающего международного договора о борьбе с пластиковым загрязнением[83].
19 октября 2023 года в ЕС вступил в силу регламент Европейской комиссии 2023/2055, ограничивающий добавление синтетических полимерных микрочастиц в продукцию. В частности, под запрет попали микросферы, используемые для отшелушивания и очистки в косметике и моющих средствах, рассыпчатые блёстки за исключением биоразлагаемых аналогов, а также гранулят для покрытий, используемый на спортивных площадках[84].
Использование микрогранул в косметических продуктах и продуктах по уходу также запрещено в США (2015), Канаде (2017), Новой Зеландии (2017), Великобритании (2018), Тайване (2018) и Китае (2022)[85][86][87][88][89][90].
Среди мер, позволяющих снизить нагрузку микропластика на окружающую среду, очистка сточных вод. Для очистки используются песчаные фильтры на финальных стадиях очистки, что позволяет снизить концентрацию микропластика, согласно некоторым исследованиям, на 74—97 %[91]. Также для очистки применяются мембранные биореакторы, которые, согласно некоторым исследованиям, позволяют задерживать до 99,9 % микропластика[92]. Кроме того, прибегают к бытовой фильтрации. С января 2025 года Франция стала первой страной, где законодательно закреплено требование оснащать все новые стиральные машины встроенными фильтрами для улавливания микроволокон синтетического текстиля[93].