Ученые, общественники и депутаты все чаще говорят о проблеме микропластика на Байкале. Маленькие частицы пластмассы не видны человеческому глазу и кажется, что их и вовсе нет в прозрачной байкальской воде. На самом деле микропластик существует в озере, его поглощают рыбы и другие живые организмы, часть которых потом становится пищевым продуктом людей. Отметим, что микропластик — это проблема мирового масштаба. По словам директора Иркутского института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН (ИрИХ СО РАН), советника губернатора Иркутской области, доктора химических наук Андрея Иванова, сейчас во всем мире, в том числе и в России, ведется борьба с микропластиком. Ученый рассказал корр. ИА IrkutskMedia насколько давно мир узнал о проблеме микропластика, как эти частицы попадают в водоемы, какую угрозу несут и каков ответ общества на очередной антропогенный вызов. Подробнее — читайте в нашем материале.
Что это такое и откуда берется?
Пластик. Фото: Freepik
Микропластиком называют очень маленькие частички пластика. Они образуются при разрушении попавшего в природу пластика, который начинает распадаться из-за воздействия различных внешних факторов. Со временем при разрушении пластика его маленькие частицы (полимерные молекулы) начинают терять некоторые свои свойства, в том числе способность оставаться частью единой структуры целого пластика.
В качестве примера приведем сценарий образования микропластика из пакета. Представьте, что плотный водонепроницаемый пакет зацепился за ветку, затем резким порывом ветра его разорвало и унесло в озеро. Далее пакет плавает в воде и со временем начинает постепенно выделять микропластик. Как объяснил Андрей Иванов, частички микропластика очень легкие, они не могут выпадать в воде в осадок и находятся в объемах воды как своеобразная практически невидимая человеку муть.
— Микропластик — это полимерные молекулы особого размера (научно — олигомеры), которые еще слишком маленькие для того, чтобы их масса позволяла им, например, выпадать из воды, но при этом они уже проявляют какие-то внутренние свойства пластика, — объяснил Андрей Иванов.
При этом, говоря о распаде пластика, важно не путать разрушение структуры полимеров и разрушение структуры изделия. Например, если ветер изорвал о ветки выброшенный пакет, то это просто разорванный пакет, по-прежнему состоящий из пластика, т.е. механическое повреждение не приводит к образованию микропластика. И только когда этот пакет пролежит в окружающей среде некоторое время (особенно в воде), он начнет постепенно выделять микропластик.
— Вода — это химический реагент и растворитель, который всегда содержит растворенный кислород, являющийся окислителем, чаще всего именно кислород встраивается в полимерные молекулы, как бы химически "разрезая" их на более мелкие молекулы и превращая в микропластик. Представьте себе полиэтилен как некое огромное количество обычных атомов углеродов, висящих на ниточке как бусинки. В нормальной молекуле таких бусинок на ниточке где-то тысяч пять-семь, и именно они определяют свойство пакета как пакета (эластичность, водонепропускаемость и т.д.). С течением времени кислородные "ножницы" режут в произвольных местах эти бусы — появляются вместо длинных бус уже две, три или пять и т.д. фрагментов, — объяснил ученый.
Что может уничтожить микропластик?
Научные исследования. Фото: Freepik
По словам Андрея Иванова, весь период индустриализации общества был посвящен созданию комфортных условий существования человека. Пластик был просто идеален для этих целей и как результат — абсолютно везде вокруг нас он присутствует в огромных количествах. С другой стороны, природная система — это очень четкий баланс, в котором все, что погибает, очень быстро разбирается на составляющие части, этакие "кирпичики", из которых строятся новые системы. Процесс получения пластика делали максимально дешевым и базирующимся на простом сырье, и современные пластики чужеродны живой природе, а потому природа понятия не имеет, как их разлагать.
— Все промышленные полимеры биоортогональны, то есть, их нет в природе. Они были получены из газа, из нефти, путем высокотемпературной обработки в присутствии тяжелых металлов (катализаторов). Поскольку для природы такие процессы не характерны, то и путей разложения полимеров не существует, — рассказал доктор химических наук.
Но при этом важно понимать: шансов на то, что пластик, попавший в окружающую среду, просто останется неизменным и не будет разлагаться, не выделяя микропластик, нет никаких. Он всегда будет подвергаться воздействию воды, солнца, воздуха, а потому, даже не попав в воду изначально, он все равно будет выделять микропластик, и в течение очень длительного времени такие частички через грунтовые воды будут попадать в водоемы.
— Но химические факторы вроде воды, воздуха и солнца не единственные, которые будут участвовать в создании микропластика. Например, существуют микроорганизмы, у которых так называемое внешнее пищеварение. Они выделяют пищеварительный сок наружу, в том числе и на поверхность пластика. Такой сок содержит различные ферменты и кислоты, ускоряющих процесс разложения, поэтому неважно бросили вы бутылку в воду или оставили ее в лесу, она в любом случае загрязнит все вокруг микропластиком, но только с разной скоростью и будет разлагаться разное время, — рассказал ученый.
В чем, собственно, проблема?
Микропластик оседает внутри живых организмов. Фото: Freepik
Так ли опасен процесс окисления с образованием микропластика? Ведь, по сути, раз бусы можно разрезать на небольшие фрагменты, то логично предположить, что в итоге с помощью тех самых упомянутых "ножниц" — в ходе реакции окисления под действием природных факторов — бусы можно разобрать полностью на индивидуальные бусинки. В химическом смысле — это окисленный углерод, например, формальдегид и муравьиная кислота, уксусный альдегид и уксусная кислота (а со всеми этими молекулами природа знает, как поступать, они не биоортоганальны), ну и, в конце концов, эти "бусинки" могут окисляться до финального продукта — углекислого газа. По сути, это и происходит, если пластик сжигать в специальных печах, когда образуется углекислый газ и водяной пар. Так может тогда просто подождать, когда он весь разложится?
— К сожалению, все не так радужно, так как большинство организмов, обитающих, например, в озере, в процессе пищеварения фильтруют объем воды и накапливают питательные вещества из него. Рыбы дышат похожим способом. При этом микропластик оседает внутри живых организмов, и поскольку не может быть переварен, то он начинает забивать жабры, препятствовать некоторым другим процессам, вызывать болезни, накопление токсинов и т.п. И тут впору вспомнить про такое экологическое понятие, как пищевые цепи, т.е. если человек съедает рыбу, зараженную микропластиком, то микропластик попадает в его внутренние органы, — сказал доктор химических наук.
Как давно микропластик появился на Байкале и как быть в будущем?
По словам ученого, важно разделять момент появления микропластика и момент его обнаружения. О самой проблеме микропластика в мире заговорили примерно два десятка лет назад, и, соответственно, тогда возникли методы измерения уровня микропластика, но понятно, что пластик в Байкал попадал задолго до этого. И сколько времени он попадал в озеро, столько времени и формировал микропластик.
С вопросом "что делать?" ситуация тоже разбивается на несколько аспектов, а именно: как предотвратить появление нового микропластика и что сделать с тем, который уже там. С первым все понятно: ограничить использование пластика на берегах Байкала, не допускать формирования стихийных свалок, воспитывать в людях культуру обращения с отходами — это раз. Вторая задача, конкретно для химиков, создать новые марки так называемого биоразлагаемого пластика, т.е. такого, который природа сможет мгновенно использовать в своем жизненном цикле. Чаще всего, чтобы этого добиться, нужно взять "бусинки" другого цвета, такие, которые есть в природе: спирты, карбоновые кислоты, фрагменты сахаров и т.д.
И отдельная задача здесь — это добиться от таких полимеров схожих с классическими эксплуатационных свойств, например, той же прочности. Для наглядности представьте себе картонный ящик (полностью натуральный) и пластиковый ящик — второй предмет из синтетических полимеров явно выигрывает по эксплуатационным свойствам.
Исследования. Фото: Freepik
По словам ученого, на вопрос как быть с уже существующим на Байкале микропластиком, отвечать должны не химики. С точки зрения физики и химии избавиться от микропластика можно фильтрацией. Но если для, например, бутилированной воды это прекрасно подходит, то для всего объема Байкала не подойдет, конечно же, никак, поэтому здесь скорее вопрос к биологам.
— Есть еще такое понятие — псевдобиоразлагаемый пластик. Оно связано с первыми неудачными попытками ученых сделать пластик биоразлагаемым, когда о микропластике еще никто не знал. Брали тот же полиэтилен и через какое-то количество звений добавляли фрагмент органической кислоты или глюкозы, то есть то, что живая система могла переработать. На примере бус — через 100 красных бусинок вставляли синюю бусинку, которую живая система съедала. И тогда это считалось решением вопроса. Однако это еще больше увеличивало количество микропластика. Однако до того, как это поняли, это стало индустриальным решением, т.е. вышло в серию. И появились "биоразлагаемые" пакеты и прочие изделия, которые только увеличили угрозу. Это к вопросу о том, что торопить ученых с решением может быть чревато, — сообщил Андрей Иванов.
Напомним, что в настоящее время в Госдуму РФ внесена поправка в ст. 6 ФЗ "Об охране озера Байкал" в части защиты Байкала от загрязнения частицами пластика и микропластика. Весной этого года "Интерфакс" сообщал, что по результатам нового исследования ученых Байкал загрязнен микропластиком сильнее, чем считалось ранее, и не меньше, чем озера Китая и США. По словам завлабораторией биологии водных беспозвоночных Лимнологического института Сибирского отделения РАН Олега Тимошкина, 70% микропластика в Байкале приходится на полипропилен, источником которого становятся одноразовая посуда и синтетические рыболовные сети — изделия перетираются камнями во время штормов и становятся микропластиком.
Также добавим, что в Госдуму РФ внесен законопроект о запрете розничной продажи одноразовых пластиковых пакетов и посуды в центральной и буферной экологических зонах Байкальской природной территории.
