Микропластик может переносить опасные химические добавки по морской среде

Микропластик в море может быть не только физическим загрязнителем, но и переносчиком химических веществ, используемых при производстве пластмасс. К такому выводу пришли исследователи Национального института экологических исследований Японии совместно с Токийским университетом морских наук и технологий и Университетом Нагасаки.

Учёные проанализировали плавающий микропластик и более крупный пластиковый мусор, собранный в морских, прибрежных и речных районах Японии. В образцах обнаружили широкий спектр соединений — антиоксиданты, пластификаторы, УФ-стабилизаторы, антипирены и полициклические ароматические углеводороды.

Результаты опубликованы в журнале Environmental Science & Technology.

Пластик разрушается, но химическая проблема не исчезает

После попадания в окружающую среду пластиковые изделия постепенно разрушаются под воздействием солнечного излучения, волн и механического воздействия.

Крупные фрагменты превращаются в микропластик — частицы размером менее 5 мм. При уменьшении частиц увеличивается площадь их поверхности относительно массы, а вместе с этим меняются процессы взаимодействия пластика с химическими веществами.

Одни соединения могут постепенно выходить из материала в окружающую среду. Другие, наоборот, способны сорбироваться на поверхности микропластика из воды, взвешенных частиц и органического вещества.

Исследователи решили выяснить, насколько эти механизмы проявляются в реальных образцах морского мусора.

Пробы собирали в пяти морских районах Японии

Плавающий микропластик исследователи собирали в Токийском заливе, Генкайском море, прибрежных водах Тихого океана, у Хоккайдо и в прибрежных водах Японского моря.

Более крупные пластиковые отходы — пакеты, верёвки, сети и твёрдые фрагменты — отбирали в прибрежных и шельфовых районах, а также на станции отвода речного стока в Токио.

Учёные определяли тип полимера, после чего анализировали содержащиеся в пластике вещества с помощью газовой хроматографии и масс-спектрометрии.

Особое внимание уделили трём группам соединений: антиоксиданту Irgafos 168 и продуктам его превращения, пластификатору DEHP и бромированному антипирену HBCD.

DEHP может накапливаться на микропластике уже в море

Ди(2-этилгексил)фталат — DEHP — традиционно использовался прежде всего как пластификатор при производстве гибких изделий из ПВХ.

Исследователи обнаружили его как в микропластике, так и в крупных пластиковых фрагментах. В отдельных образцах концентрация превышала 1000 мкг на грамм, то есть 0,1% массы пластика.

При этом в образцах полиэтилена и полипропилена концентрация DEHP в плавающем микропластике оказалась выше, чем в более крупных фрагментах, собранных со дна.

Это важный результат, поскольку DEHP обычно не является характерной добавкой для полиэтилена или полипропилена в таких количествах. Исследователи предполагают, что часть вещества могла попасть на микропластик уже из окружающей среды.

Таким образом, пластиковая частица может не только сохранять химические компоненты, заложенные при производстве, но и собирать загрязнители из воды во время своего перемещения.

Стойкий антипирен сохранялся в плавающих частицах

Вторая группа веществ — гексабромциклододекан, или HBCD.

Это бромированный антипирен, использовавшийся, в частности, во вспененном полистироле. Соединение является стойким, способно накапливаться в живых организмах и переноситься на значительные расстояния, поэтому его обращение регулируется в рамках международных требований к стойким органическим загрязнителям.

HBCD обнаружили в микропластике из Генкайского моря, прибрежных районов Тихого океана и Японского моря.

Концентрации составляли от 110 до 590 мкг на грамм.

По мнению авторов, это показывает, что после разрушения исходного пластикового изделия небольшие фрагменты, содержащие антипирен, могут сохранять подвижность и переносить вещество по морской среде.

Иными словами, дробление пластика не обязательно означает исчезновение первоначально содержащихся в нём химических добавок.

Антиоксидант, наоборот, постепенно выходит из пластика

Иное поведение исследователи обнаружили у Irgafos 168 — антиоксиданта, применяемого для защиты полиэтилена и полипропилена от окислительного разрушения.

Распределение самого вещества и продуктов его окисления зависело от вида полимера и размера частиц.

Полученная картина соответствует постепенному выщелачиванию соединения из пластиковой матрицы и его химическому превращению по мере старения материала.

Таким образом, три исследованных вещества демонстрируют разные сценарии поведения: Irgafos 168 преимущественно выходит из пластика и трансформируется; DEHP может дополнительно сорбироваться на микропластике из окружающей среды; HBCD способен сохраняться внутри фрагментов и перемещаться вместе с ними.

Значит ли это, что микропластик отравляет морских животных

Пока такого вывода исследование сделать не позволяет.

Авторы показали наличие химических веществ в пластиковых частицах и различные механизмы их переноса, но не определяли, какое количество соединений фактически переходит из микропластика в организм животных.

Не установлено также, насколько такой путь воздействия значим по сравнению, например, с непосредственным присутствием тех же веществ в воде, донных отложениях или пище.

Именно поэтому одним из следующих этапов исследований должно стать изучение биодоступности загрязнителей: способны ли морские организмы получать существенные дозы химических веществ вместе с проглоченным микропластиком и приводит ли это к измеримым экологическим последствиям.

Борьба с микропластиком и контроль химикатов оказываются одной проблемой

Исследование показывает, что регулирование отдельных химических веществ только на стадии производства продукции может быть недостаточным.

После попадания пластика в окружающую среду химические процессы продолжаются десятилетиями: добавки вымываются, трансформируются, а сами частицы способны поглощать другие загрязнители и переносить их на новые территории.

Это связывает две обычно разделённые экологические задачи — борьбу с пластиковым загрязнением и контроль опасных химических веществ.

Авторы считают, что результаты могут использоваться при разработке мер по предотвращению попадания пластика в окружающую среду, организации раздельного сбора определённых видов изделий и выборе способов их дальнейшей переработки. Работа также может быть учтена при международных переговорах по юридически обязательному соглашению о загрязнении пластиком.