CC BY
13
УДК 691.175 ГРНТИ 87.26.27
DOI 10.24412/2409-3203-2024-38-373-377
ПРОБЛЕМА РАСПРОСТРАНЕНИЯ МИКРОПЛАСТИКА В ПРИРОДНОЙ И АНТРОПОГЕННОЙ СРЕДЕ
Кудояров Эльдар Ренатович
младший научный сотрудник отдела токсикологии и генетики с экспериментальной клиникой лабораторных животных Каримов Денис Дмитриевич к.б.н., старший научный сотрудник отдела токсикологии и генетики с экспериментальной клиникой лабораторных животных Якупова Татьяна Георгиевна младший научный сотрудник отдела токсикологии и генетики с экспериментальной клиникой лабораторных животных Хуснутдинова Надежда Юрьевна научный сотрудник отдела токсикологии и генетики с экспериментальной клиникой лабораторных животных Ахмадеев Айдар Ринатович младший научный сотрудник отдела токсикологии и генетики с экспериментальной клиникой лабораторных животных Смолянкин Денис Анатольевич младший научный сотрудник отдела токсикологии и генетики
с экспериментальной клиникой лабораторных животных ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека»
Россия, г. Уфа
Аннотация: Изготовление и использование изделий из полимерных материалов привели к образованию микропластика, который обнаруживается в природной и антропогенной среде. Микропластик встречается в объектах живой и неживой природы, включая организмы человека. Одним из источников этого микропластика являются синтетические волокна из одежды, а также стирание автомобильных шин. Разрушение пластиковых объектов, таких как бутыли и рыболовные сети, также способствует образованию микропластика в морских экосистемах. Микропластик является активно перемещается по пищевым цепочкам. Исследования показывают, что микро- и нанопластик могут оказывать вредное воздействие на организм человека. Изучение содержания микропластика в водной среде проводится уже много лет, и обнаружено его отрицательное влияние на морские экосистемы. Доказательства присутствия микропластика найдены у рыб и в водоемах различных регионов. Использование микропластика в лабораторных условиях показало, что он не оказывает существенного влияния на рост и развитие мышей. Ключевые слова: пластик, микропластик, нанопластик, частицы, водоем, вода,
пища.
THE PROBLEM OF MICROPLASTIC SPREAD IN THE NATURAL AND ANTHROPOGENIC ENVIRONMENT
Kudoyarov Eldar Renatovich
Junior Researcher at the Department of Toxicology and Genetics with an experimental clinic for
laboratory animals
Karimov Denis Dmitrievich
Ph.D., senior researcher at the Department of Toxicology and Genetics with an experimental
clinic for laboratory animals Yakupova Tatyana Georgievna Junior Researcher at the Department of Toxicology and Genetics with an experimental clinic for
laboratory animals Khusnutdinova Nadezhda Yurievna Researcher at the Department of Toxicology and Genetics with an experimental laboratory
animals
Akhmadeev Aidar Rinatovich
Junior Researcher at the Department of Toxicology and Genetics with an experimental clinic for
laboratory animals Smolyankin Denis Anatolievich Junior Researcher at the Department of Toxicology and Genetics with an experimental clinic for
laboratory animals Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology
Russia, Ufa
Annotation: The manufacture and use of products made of polymer materials led to the formation of microplastics, which is found in the natural and anthropogenic environment. Microplastics are found in objects of living and inanimate nature, including human organisms. One of the sources of this microplastic is synthetic fibers from clothing, as well as the washing of car tires. The destruction of plastic objects such as bottles and fishing nets also contributes to the formation of microplastics in marine ecosystems. Microplastics are actively moving through food chains. Studies show that micro- and nanoplastics can have harmful effects on the human body. The study of the content of microplastics in the aquatic environment has been carried out for many years, and its negative impact on marine ecosystems has been discovered. Evidence of the presence of microplastics has been found in fish and in reservoirs of various regions. The use of microplastics in laboratory conditions has shown that it does not significantly affect the growth and development of mice.
Keywords: plastic, microplastic, nanoplastic, particles, pond, water, food.
Полимерные изделия активно используются и находят применение в различных отраслях производства, в быту, в транспорте и повседневной жизни человека. Активное использование пластиковых предметов, деталей механизмов, лакокрасочных покрытий, резин и пластмасс из полиэтилена, полипропилена, полиэтилентерефталата, полистирола и др.) в итоге приводит к их разрушению и накоплению в природе полимерсодержащих частиц различного размера от макро- до наномасштабов. Все полимерные частицы от 100 нм до 5 мм в поперечном размере именуют микропластиком, а те, что имеют меньший поперечный размер относят к нанопластику [1]. Одним из источников первичных микро- и нанопластиков, обнаруженных в морях являются синтетические волокна из одежды, образующиеся при стирке в стиральной машине [2]. Вторым по значимости процессом образования первичного микропластика является стирание автомобильных шин вследствие их эксплуатации [3]. Наиболее распространенным источником вторичного микропластика в морях является разрушение крупных пластиковых объектов (бутыли, пакеты, рыболовные сети), которые измельчаясь естественным путём под воздействием прибойных волн потребляются в пищу водными и прибрежными животными [3,4].
В литоральной зоне морей крупные водоросли кумулируют в составе собственных слоевищ частицы микропластика и способствуют перемещению многих загрязнителей на сушу, в том числе и пластиковых частиц [5]. Во многих исследованиях показано поступление микропластика в организм человека при употреблении в пищу морепродуктов [6, 7], морской соли [8-10] или питьевой воды [11, 12]. Кроме того, микропластик был
обнаружен в овощах, фруктах и рисе [13, 14]. Ряду авторов удалось рассчитать, что ежедневное потребление частиц пластика в пищу любым человеком независимо от региона составляет около 5 г в неделю [15]. Намного раньше, было обнаружено присутствие частиц микропластика в большинстве видов бутилированной минеральной воды в Германии, расфасованной в пластиковые бутыли [16]. Также, в водопроводной воде обнаружено более 20 органических соединений, поступающих из стенок пластиковых трубопроводов в процессе доставки до конечного потребителя, что требует дополнительных исследований риска здоровью при использовании полимерных материалов в системе питьевого водоснабжения [17]. Аналогичными свойствами обладают микрочастицы поливинилхлорида, при изготовлении которых используют органические добавки (пластификаторы) [18]. Совсем недавно были продемонстрированы генотоксичность и бионесовместимость микро- и нанопластиков (в т.ч. выделенных из скраба для лица) на клетках крови человека и кончике корня Allium сера. Так, частицы пластика приводили к изменению конформации и денатурации белков [19].
Частицы пластиковых отходов микрометровых размеров обнаруживаются в воде рек и морей повсеместно [20]. Исследования содержания микропластика в водной среде проводятся в Российской Федерации с 2005 г. на юге Дальнего Востока, в акваториях Амурского, Уссурийского заливов и залива Петра Великого (Японское море), в Балтийском море и на озере Байкал [там же]. Обнаруживаемый микропластик пагубно влияет на морские экосистемы морей Арктики и Дальнего Востока [21, 22]. Позднее обнаружены доказательства присутствия частиц микропластика в кишечнике у рыб из реки Томь, 80% из которых имели размер менее 0,15 мм (приток реки Обь), годом позднее подтверждено наличие микропластика в водах реки Невы, поступающих в нее из притоков Мга и Тосна, и в Ладожском озере [23-25].
Для решения проблемы распространения микропластика проводятся исследования с целью его замены новыми композиционными материалами, аналогичными по своим свойствам пластмассам, но пригодных к биоразложению по мере их поступления в природу [26]. Кроме того, появляются публикации с упоминанием способов биологической переработки микропластика с целью снижения его присутствия в окружающей среде [27].
Существуют ряд исследований, направленных на разработку методов определения микропластика в пробах из матриц различной природы. Ранее был предложен новый способ оценки загрязнения микропластиком береговой зоны моря, в основе которого лежит анализ гранулометрического состава донных и прибрежных отложений в лабораторных условиях с применением ситового метода [28]. Не так давно был представлен простой и быстрый микропланшетный спектрофлуориметрический метод для полуколичественного обнаружения наночастиц полистирола в биологических тканях [29]. Для количественной оценки содержания наночастиц с флуоресцентной меткой в экспериментальных исследованиях с использованием клеточных суспензий успешно может применяться проточная цитометрия [30].
Список литературы:
1. Wright S. L. Plastic and human health: a micro issue? / S. L. Wright, F. J. Kelly // Environ. Sei. Technol. - 2017. - Vol. 51. - P. 6634-6647.
2. Napper I. E. Release of synthetic microplastic plastic fibres from domestic washing machines: effects of fabric type and washing conditions /1. E. Napper, R. C. Thompson // Mar. Pollut. Bull. -2016. - Vol.112. -P.39-45.
3. Unice К. M. Characterizing export of land-based microplastics to the estuary - Part I: Application of integrated geospatial microplastic transport models to assess tire and road wear particles in the Seine watershed / K. M. Unice [et al.] // Science of The Total Environment. - 2019. -Vol. 646. - P. 1639-1649.
4. Ефимова И. В. Фрагментация пластикового мусора в прибойной зоне моря: лабораторный эксперимент на примере пенополистирола / И. В. Ефимова, И. П. Чубаренко //Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Науки о Земле. - 2018. - Т. 18.-Вып. 1.-С. 10-13.
5. Горбунова Ю. А. Выбросы макроводорослей и морских трав на российской части юго-восточного побережья Балтийского моря / Ю. А. Горбунова, Е. Е. Есюкова // Известия КГТУ. - 2020. - №59. - С. 24-34.
6. Cho Y. Abundance and characteristics of microplastics in market bivalves from South Korea / Y. Cho [et al.] // Environ. Pollut. - 2019. - Vol. 245. - P. 1107-1116.
7. Van Cauwenberghe L. Microplastics in bivalves cultured for human consumption / L. Van Cauwenberghe, C. R. Janssen // Environ. Pollut. - 2014. - Vol. 193. - P. 65-70.
8. Karami A. The presence of microplastics in commercial salts from diferent countries / A. Karami [et al.] // Sci. Rep. - 2017. - Vol. 7. - Art. N.46173.
9. Kosuth M. Anthropogenic contamination of tap water, beer, and sea salt / M. Kosuth, S. A. Mason, E. V. Wattenberg // PLoS ONE. - 2018. - Vol. 13. - Art. N.e0194970.
10. Yang D. Microplastic pollution in table salts from China / D. Yang [et al.] // Environ. Sci. Technol. -2015. - Vol. 49. - P. 13622-13627.
11. Mason S. A. Synthetic polymer contamination in bottled water / S. A. Mason, V. G. Welch, J. Neratko // Front. Chem. - 2018. - Vol. 6. - P. 407.
12. Schymanski D. Analysis of microplastics in water by micro-Raman spectroscopy: release of plastic particles from different packaging into mineral water / D. Schymanski [et al.] // Water Res.-2018.-Vol. 129.-P. 154-162.
13. Dessi C. Plastics contamination of store-bought rice / C. Dessi [et al.] // J. Hazard Mater. -2021. - Vol. 416. - Art.N. 125778.
14. Oliveri Conti G. Micro- and nano-plastics in edible fruit and vegetables. The first diet risks assessment for the general population / G. Oliveri Conti [et al.] // Environ. Res. - 2020. -Vol. 187. - Art.N.109677.
15. Senathirajah K. Estimation of the mass of microplastics ingested - A pivotal first step towards human health risk assessment / K. Senathirajah [et al.] // J. Hazard Mater. - 2021. -Vol. 404(Pt B). - Art. N. 124004.
16. Wagner M. Endocrine disruptors in bottled mineral water: total estrogenic burden and migration from plastic bottles / M. Wagner, J. Oehlmann // Environ. Sci. Pollut. Res. - 2009. -Vol. 16. - P. 278-286.
17. Алексеева A.B. Методические подходы к повышению надежности оценки факторов риска здоровью при использовании полимерных материалов в системе питьевого водоснабжения / А.В. Алексеева, О.Н. Савостикова // Анализ риска здоровью. - 2022. - №2. -С. 38-47.
18. Latini G. Plasticizers, infant nutrition and reproductive health / G. Latini, C. De Felice, A. Verrotti // Reproductive Toxicology. - 2004. - Vol. 19. -N. 1. - P. 27-33.
19. Gopinath P. M. Assessment on interactive prospectives of nanoplastics with plasma proteins and the toxicological impacts of virgin, coronated and environmentally released-nanoplastics / P. M. Gopinath [et al.] // Sci. Rep. - 2019. - Vol. 9. - Art. N.8860.
20. Kleshchenkov A. V. Microplastic is a problem of planetary scale / A. V. Kleshchenkov, Т. B. Filatova // Научный альманах стран Причерноморья. - 2019. - Том 18. -№ 2. - С. 66-78.
21. Блиновская Я. Ю. Анализ загрязнения акватории залива Петра Великого (Японского моря) микропластиком / Я. Ю. Блиновская, А. Л. Якименко // Успехи современного естествознания. - 2018. - №1. С. 68-73.
22. Авдонина Н. С. Воздействие прибрежного мусора на биологические ресурсы арктических морей / Н. С. Авдонина, Н. А. Соболев // Арктика и Север. - 2022. -№47. - С. 260-267.
23. Frank Y. A. Microplastics in fish gut, first records from the Tom River in West Siberia, Russia / Y. A. Frank [et al.] // Вестник Томского государственного университета. Биология. -2020. -№52. - С. 130-139.
24. Kaurova Z. Content of microplastic particles in water in the upper and middle current of the Neva river / Z. Kaurova // Norwegian Journal of development of the International Science. -2021. -N. 76. - P. 3-5.
25. Иванова E. В. Оценка содержания частиц микропластика в Ладожском озере / Е. В. Иванова, Д. А. Тихонова // Труды Карельского научного центра РАН. - 2022. - № 6. -С. 58-67.
26. Агабеков В. Пластиковая экспансия / В. Агабеков, В. Тарасевич // Наука и инновации. -2019. - Т. 201. -№ 11. - С. 17-22.
27. Белов Д. В. Перспективы переработки пластиковых отходов на основе полиэтиленгликольтерефталата с применением живых систем (обзор) / Д. В. Белов, С. Н. Беляев // Известия ВУЗов. Прикладная химия и биотехнология. - 2022. - Т. 12. - № 2. - С. 238-253.
28. Агаркова-Лях И. В. Адаптация метода гранулометрического анализа для изучения микропластикового загрязнения отложений прибрежной зоны моря / И. В. Агаркова-Лях, Е. Н. Сибирцова // Принципы экологии. - 2019. - № 3. - С. 155-162.
29. Gagne F. Detection of polystyrene nanoplastics in biological tissues with a fluorescent molecular rotor probe / F. Gagne // Journal of Xenobiotics. - 2019. - Vol. 9. - Art. N. 8147.
30. Shin H. R. Quantifying the level of nanoparticle uptake in mammalian cells using
flow cytometry /H. R. Shin [et al.] //Nanoscale. - 2020. - Vol. 12.-P. 15743-15751.
♦-
