Russian Federation
Russian Federation
The ways in which microplastics enter the environment are considered, in particular, the pollution of the world's oceans and its impact on living organisms living in in the continental waters of the Gulf of Finland and Lake Ladoga. The characteristics of microplastic particles, their use in industry and their threatening effect on the human body through the food chain are presented. Using the methodology for studying bottom sediment samples, an analysis of the content of microplastic particles in the bottom sediments of Lake Ladoga was carried out. Samples of bottom sediments were studied, and as a result 32of the study, microplastic particles of various shapes, colors and sizes were identified. To obtain more accurate information about the chemical composition of particles, it is necessary to conduct an analysis using an IR spectrometer. Methods have been proposed to combat the spread of microplastics in the environment. Further research into this issue is envisaged.
microplastic, ocean pollution, environmental problem, plastic, continental waters
C развитием промышленности в нашу жизнь пришел пластик, как самый дешевый, износостойкий, прочный и легкий материал, в сравнении c другими (стеклом, металлом и т.п.). Огромная часть продукции в нашей стране и в мире в целом производится из пластика, он уже стал частью ежедневного обихода. Но сколько ресурсов затрачивается на производства пластика? A сколько на его дальнейшее уничтожение или разложение? Большинство пластиковой продукции не перерабатывается, a отправляется на полигоны твердых коммунальных отходов или на несанкционированные свалки. Одним из мест накопления пластмасс является мировой океан. Тонны пластикового мусора дрейфует в водах мирового океана, оказывая негативное влияние на морских обитателей, a потом и на человека. В течение последних нескольких лет ученые, общественные деятели и политики забили тревогу и начали предпринимать действия по очистке морских вод от мусора. Очистка от крупного мусора действительно оказывает положительное влияние, ведь некоторые животные гибли, запутываясь в упаковках, или были обезображены.
Но оказалось, что очистить водный объект от крупного мусора недостаточно, ведь при разложении пластик распадается на микро- и нано- пластик. Микропластик поступает
в водные объекты не только из мусора, но и из сточных вод производств, a также бытовых сточных вод. Многие производители косметики добавляют в состав своих косметических средств частицы микропластика: блестки, абразивные частицы в скрабах, зубных пастах
и т.д. По данным Программы ООН, в окружающей среде пластиковые микрогранулы впервые появились в продуктах личной гигиены около пятидесяти лет назад, и пластик все чаще заменяет натуральные ингредиенты. Еще в 2012 г. эта проблема была относительно малоизвестна, поскольку на рынке было представлено множество продуктов, содержащих пластиковые микрогранулы, а потребители мало что знали об этом. Также микрочастицы пластика попадают в сточные воды при стирке изделий, в состав которых входят синтетические волокна. Таким образом, загрязнения частицами пластика несет за собой угрозу всем живым организмам, в том числе и людям, и окружающей среде в целом.
Аккумулируясь под воздействием биоты, микропластик вызывает множественные экологические последствия.
Но пока все были озабочены водами мирового океана, никто не задумывался o континентальных водах, a ведь в них тоже были обнаружены следы распада пластика.
И тут вопрос встал более остро, ведь континентальные воды – это источники пресной воды, которую мы потребляем ежедневно. Так, в России были произведены исследования Институтом озероведения (ИНОЗ РАН) следующих водных объектов: Финского залива (вблизи Санкт-Петербурга) и Ладожского озера. В обоих объектах были найдены частицы микропластика.
Актуальность рассматриваемой проблемы подтверждается следующим фактором: новый тип загрязнения окружающей среды, микроплатик, создает угрозу экологическому состоянию водных объектов и может оказывать влияние на организм человека как на локальном, так и на глобальном уровнях. Из-за того, что проблемой распространения микропластика компетентные природоохранные организации занялись сравнительно недавно, в настоящий момент не существует четких методов определения и анализа такого вида частиц в природных объектах [1–4].
Цель работы – изучение влияния микропластика на человека.
Пластик представляет собой искусственно синтезированные молекулярные соединения. Они сформированы из структурных повторяющихся звеньев – мономеров, которые затем связываются в длинные цепочки – полимеры. В свою очередь, его можно разделить на первичный и вторичный пластик. Основной проблемой микропластика является его маленький размер, от 1 мкм до 5 мм. И если частицы от 1 до 5 мм можно увидеть, то меньший размер можно обнаружить только под микроскопом (рис. 1, 2), поэтому распространение микропластика в биосфере происходит для человека совершенно незаметно. Микропластик имеет большое количество форм и видов, это могут быть палочки различных цветов, чаще всего встречаются синие и красные, лоскутки, длинные нити, гранулы и т.д. [5].
Первичный микропластик представляет собой частицы (микрогранулы) c определенными параметрами, которые производятся для добавления в различную продукцию. Они широко используются при производстве косметических средств, например, косметика c добавлением блесток или зубные пасты c абразивными частицами, использующиеся для отбеливания зубов и бытовой химии, в стиральных порошках для лучшего удаления пятен, в промышленности могут быть использованы как абразивы, применяемые для очистки загрязненных поверхностей зданий или технических средств, например, кораблей, также микрогранулы активно используются в 3D принтерах [1, 4].
Вторичный микропластик образуется путем распада крупных фрагментов пластика такие отходы как полиэтиленовые пакеты, одноразовая пластиковая посуда, бутилированные емкости и иные виды отходов, на микроскопические частицы под влиянием сочетания физических, химических и биологических процессов в окружающей среде [1]. Также примером вторичного микропластика может служить пыль, возникающая при трении шин автомобилий об дорожное покрытие, такой вид загрязнения распространяется как в атмосферном воздухе, так и попадает в ливневую канализаю, a далее в сточные воды города [6].
Микропластик может попасть в организм человека через органы дыхания, то есть человек будет находиться в зоне c загрязненным атмосферным воздухом, например, рядом
c автомагистралью и/или через желудочно-кишечный тракт. Также частицы могут оседать на коже, a в последствие вдыхаются человеком или наносить микротравмы коже при механическом воздействии. Микропластик может попасть в желудок человека при употреблении его в пищу. Но откуда он там берется? Все вновь начинается c загрязненных вод мирового океана/континентальных вод, и образуется следующая пищевая цепочка (рис. 3).
Планктон является основой морской пищевой цепи, следовательно, его поглощают все морские обитатели, которых после потребляет и человек.
Кроме того, микропластик был обнаружен в питьевой воде, чайных пакетиках, кофе и моллюсках.
Основная опасность микропластика заключается в том, что он является отличным адсорбентом, что позволяет ему накапливать внутри себя различные вредные и токсичные вещества. При попадании загрязненных частиц пластика в пищеварительную систему любого живого организма, токсичные вещества высвобождаются и наносят вред здоровью, также частицы наносят механические повреждения, потому что являются твердыми абразивными объектами.
Подведя итоги, можно сказать, что микропластик является новой глобальной проблемой человечества. На данный момент не существует методов извлечения частиц пластика из окружающей среды, наносящего вред живым организмам, не подозревающим об этом, потому что микропластик – невидимый враг. Защитить себя можно, ограничив появление микрочастиц пластика, например, отказавшись от одноразовой посуды. Многие компании производят стильные многоразовые термокружки, бутылки, c ними можно прийти в кофейню и попросить приготовить свой любимый напиток в вашей кружке, необходимо избегать материалов c добавлением полимерных частиц, использовать многоразовые сумки вместо пакетов, отдавать предпочтение одежде из натуральных материалов, сортировать мусор.
1. Study of the content of microplastic particles in water, bottom sediments and soils of the coastal territory of the Neva Bay of the Gulf of Finland / Sh.R. Pozdnyakov [et al.] // Water resources. 2020. DOI: 10/31857/S0321059620040148.
2. Ivanova E.V., Pozdnyakov Sh.R., Tikhonova D.A. Analysis of microplastic concentrations in water and bottom sediments as a new aspect of ecological monitoring // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2021. № 834. DOI:https://doi.org/10.1088/1755-1315/834/1/012057.
3. Rumyantsev V.A., Pozdnyakov Sh.R., Kryukov L.N. On the issue of microplastics in continental waters // Russian Journal of Applied Ecology. 2019.
4. Pitulko V.M., Ivanova V.V., Kulibaba V.V. Ecological safety of marine natural-economic systems of the Russian Baltic states: monograph. M.: Publishing house. INFRA-M center, 2016. 317 p.
5. Donchenko V.K., Ivanova V.V., Pitulko V.M. Ecological and chemical features of coastal waters. SPb.: Publishing house. NICEB RAS, 2008. 540 p.
6. Cartwright P.S. New problems of drinking water pollution // Water and water treatment technologies. 2018. № 1 (87). P. 4-13.
7. Esyukova E.E., Bagaev A.V., Mizyuk A.I. Floating debris on the beaches of the south-eastern Baltic: observations and numerical modeling // Regional ecology. 2017. № 1. P. 47-57.
8. Kozlovsky N.V., Blinovskaya Ya.Yu. Microplastics - a macroproblem of the world ocean // International journal of applied and fundamental research. 2015. № 10-1. P. 159-162.
9. Feyzullaeva R.E. Systematic analysis of the problem of growing plastic waste and their negative impact on the environment // Modern problems of territorial development. 2019. № 3. ID 94 ISSN: 2542-2103.
10. A review on microplastics and nanoplastics in the environment: Their occurrence, exposure routes, toxic studies and potential effects on human health / S. Sangkham [et al.] // Marine Pollution Bulletin. 2022. DOI:https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.113832.
11. Microplastics as vectors of environmental contaminants: Interactions in the natural ecosystems / R. Iqbal [et al.] // Human and Ecological Risk Assessment. 2022. DOI:https://doi.org/10.1080/10807039.2022.2120846.
12. A critical review on the interactions of microplastics with heavy metals: Mechanism and their combined effect on organisms and humans / Y. Cao [et al.] // Science of the Total Environment. 2021. DOI:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.147620.
13. Airborne microplastics: A review study on method for analysis, occurrence, movement and risks / C.E. Enyoh [et al.] // Environmental Monitoring and Assessment. 2019. № 191 (11). DOI:https://doi.org/10.1007/s10661-019-7842-0.
14. Oxidation and fragmentation of plastics in a changing environment; from UV-radiation to biological degradation / A.L. Andrady [et al.] // Science of the Total Environment. 2022. № 851. DOI:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.158022.
15. Lambert S., Wagner M. Characterisation of nanoplastics during the degradation of polystyrene // Chemosphere. 2016. № 145. P. 265-268. DOI:https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2015.11.078.
16. Distribution and potential health impacts of microplastics and microrubbers in air and street dusts from asaluyeh county, Iran / S. Abbasi [et al.] // Environmental Pollution. 2019. № 244. P. 153-164. DOI:https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.10.039.
17. Zobkov M., Esiukova E. Microplastics in Baltic bottom sediments: Quantification procedures and first results // Marine Pollution Bull. 2017. Vol. 114. P. 724-732.
18. Screening for microplastics in sediment, water, marine invertebrates and fish: method development and microplastic accumulation / T.M. Karlsson [et al.] // Mar. Pollut. Bull. 2017.
19. Microplastics in the Northwestern Pacific: Abundance, distribution and characteristics / Z. Pan [et al.] // Sci. Total Environ. 2019.
20. Methods for sampling and detection of microplastics in water and sediment: a critical review / J.C. Prata [et. al] // TrAC Trends Anal. Chem. 2019.
21. Accumulation of Microplastic on Shorelines Woldwide: Sources and Sinks / M.A. Browne [et al.] // Environmental Science & Technology. 2011. Vol. 45. Iss. 21. P. 9175-9179. DOI:https://doi.org/10.1021/es201811s.
22. Schymanskiab D., Goldbecka C., Humpf H.-U. Analysis of microplastics in water by micro-Raman spectroscopy: Release of plastic particles from different packaging into mineral water // Water Research. 2018. Vol. 129. P. 154-162. DOI:https://doi.org/10.1016/j.watres.2017.11.011.
23. Abbasi S., Turner A. Dry and wet deposition of microplastics in a semi-arid region (Shiraz, Iran) // Science of the Total Environment. 2021. № 786. DOI:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.147358.
24. Examination of the ocean as a source for atmospheric microplastics / S. Allen [et al.] // PLoS ONE. 2020. № 15 (5). DOI:https://doi.org/10.1371/journal.pone.0232746.
25. Geyer R., Jambeck J.R., Law K.L. Production, use and fate of all plastics ever, made // Sci. Adv. 2017.
