0 просмотров

Пластиковые микроволокна: тихие загрязнители и что с ними делать

От рыб к людям: вторжение микропластика может иметь негативные последствия

Крошечные кусочки пластика просочились в почву, рыбу и воздух, представляя угрозу для здоровья животных и человека.

data-newsletterpromo_article-image="https://static.scientificamerican.com/sciam/cache/file/4641809D-B8F1-41A3-9E5A87C21ADB2FD8_source.png"data-newsletterpromo_article-button-text="Sign Up"data-newsletterpromo_article- button-link="https://www.scientificamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp"name="articleBody" itemprop="articleBody">

Это второй из серия из трех частей в котором исследуется наше растущее понимание масштабов и последствий загрязнения микропластиком.

У Марка Брауна было подозрение. Он надеялся, что образцы засохшей крови, взятые у голубой мидии и помещенные под специальный микроскоп, скажут ему, прав ли он. Когда появилось нечеткое трехмерное изображение клеток крови мидии, они были прямо посередине — крошечные частички пластика.

В то время как фотографии морских черепах, поедающих полиэтиленовые пакеты, стали образцом экологического вреда, причиняемого пластиковыми отходами человечества, исследования, подобные исследованию Брауна, показывают, что масштабы проблемы намного шире, чем тот мусор, который мы видим. Крошечные кусочки разложившегося пластика, синтетических волокон и пластиковых шариков, которые в совокупности называются микропластиком, обнаруживаются в каждом уголке планеты — от пляжного песка Флориды до арктического морского льда, от фермерских полей до городского воздуха.

Их размер — примерно от пяти миллиметров, или размером с рисовое зерно, до микроскопических — означает, что они могут быть проглочены широким кругом существ, от планктона, который составляет основу морской пищевой цепи, до человека. Как показало исследование Брауна в 2008 году, эти пластиковые частицы не всегда безвредно проходят через тело. Это открытие «было одним из тех горько-сладких моментов», — говорит экотоксиколог из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее.«Вы рады, что какое-то предсказание, которое вы сделали, сбылось, но затем вы опустошены» из-за потенциально глубоких экологических последствий.

Проглоченные частицы микропластика могут физически повреждать органы и выделять опасные химические вещества — от разрушающего гормоны бисфенола А (BPA) до пестицидов, которые могут поставить под угрозу иммунную функцию и препятствовать росту и размножению. И микропластик, и эти химические вещества могут накапливаться в пищевой цепочке, потенциально воздействуя на целые экосистемы, в том числе на здоровье почв, на которых мы выращиваем нашу пищу. Микропластик в воде, которую мы пьем, и в воздухе, которым мы дышим, также может напрямую поражать людей.

Браун — один из десятков ученых, пытающихся выяснить, что именно это широко распространенное и пестрое загрязнение микропластиком может сделать с животными и экосистемами. Появляются дразнящие доказательства, от нарушения воспроизводства рыб до изменения сообществ почвенных микробов. По мере того, как исследователи накапливают больше данных, «мы начинаем понимать, что находимся лишь на вершине айсберга проблемы», — говорит Браун.

Угроза органам и кровотоку

Когда Браун экспериментировал с голубыми мидиями в 2008 году, многие исследователи думали, что животные будут просто выделять любой микропластик, который они съели, например, «ненатуральные волокна», как назвал это Браун, но он не был так уверен. Он проверил эту идею, поместив мидии в резервуары с водой, наполненные микропластиковыми частицами с флуоресцентной меткой размером меньше человеческого эритроцита, а затем переместил их в чистую воду. В течение шести недель он собирал моллюсков, чтобы посмотреть, очистились ли они от микропластика. «На самом деле у нас кончились мидии, — говорит Браун. Частицы «все еще были в них в конце этих испытаний».

Само присутствие микропластика в рыбе, дождевых червях и других видах вызывает тревогу, но реальный вред наносится, если микропластик задерживается, особенно если он выходит из кишечника в кровоток и другие органы.Ученые, в том числе Браун, наблюдали признаки физического повреждения, такие как воспаление, вызванное ударами и трением частиц о стенки органов. Исследователи также обнаружили признаки того, что проглоченный микропластик может выщелачивать опасные химические вещества, как те, которые добавляются в полимеры во время производства, так и загрязнители окружающей среды, такие как пестициды, которые притягиваются к поверхности пластика, что приводит к таким последствиям для здоровья, как повреждение печени. Марко Виги, экотоксиколог из Института водных ресурсов IMDEA в Испании, является одним из нескольких исследователей, проводящих испытания, чтобы выяснить, какие типы загрязняющих веществ улавливают различные полимеры и попадают ли они в пресноводных и наземных животных, которые их едят. Количество микропластика в озерах и почве может соперничать с более чем 15 триллионами тонн частиц, которые, как считается, плавают только на поверхности океана.

Самое главное, влияют ли эти физические и химические воздействия в конечном итоге на рост, размножение или восприимчивость организма к болезням. В неожиданном исследовании, опубликованном в марте, не только рыбы, подвергшиеся воздействию микропластика, размножались реже, но и их потомство, которое не подвергалось непосредственному воздействию пластиковых частиц, также имело меньше детенышей, что позволяет предположить, что последствия могут сохраняться в последующих поколениях. Некоторые организмы, такие как пресноводные ракообразные, называемые амфиподами, еще не проявляли каких-либо вредных последствий, возможно, потому, что они могут обрабатывать естественный неперевариваемый материал, такой как кусочки камня, говорит Мартин Вагнер, экотоксиколог из Норвежского университета науки и технологий, изучавший их. По словам Челси Рохман, исследователя микропластика из Университета Торонто, у некоторых видов были обнаружены токсические эффекты от воздействия микропластика из одних видов пластика, но не из других.

Большая часть работы по изучению воздействия микропластика была проведена в лаборатории в течение коротких периодов времени с использованием только одного типа пластика, часто с более крупными частицами, чем некоторые виды обычно едят, и в более высоких концентрациях, чем в окружающей среде.Исследования «не расскажут нам о долгосрочных экологических последствиях низких концентраций», — говорит Вагнер. Он является одним из нескольких исследователей, которые начинают восполнять этот пробел, сопоставляя животных с полимерами и загрязняющими веществами, с которыми они, скорее всего, столкнутся, и включая тонкости реального мира, где микропластик «не будет единственным стрессором», — говорит Вагнер. Микропластик может стать последней каплей для видов, подверженных воздействию химических загрязнителей, чрезмерного вылова рыбы и изменения климата. «Это чертовски сложно, — говорит Вагнер.

Приглашение хаоса

Грязные, реальные условия — цель на зеленой лужайке ботанического сада во Франкфурте, Германия. Ряд маленьких одинаковых прудов простирается по траве, подвергаясь воздействию стихии. Вагнер добавлял в каждый из них различные частицы микропластика — некоторые из исходных полимеров, некоторые — загрязненные загрязняющими веществами, — чтобы посмотреть, как поживают пресноводные насекомые и зоопланктон. Хотя Вагнер еще не наблюдал каких-либо явных воздействий, он изучает, проявляют ли определенные организмы более тонкие признаки вреда, которые могут иметь волновой эффект во всей пищевой сети экосистемы.

Такие каскадные воздействия могут происходить даже тогда, когда кажется, что отдельные виды не страдают. Мидии Брауна не показали краткосрочных побочных эффектов, но он опасается, что накопленный ими микропластик может быть передан животным, которые их едят. «Они могут быть не так добры к другим организмам», — говорит он.

Как и Вагнер, Браун углубляется в реальный мир. У него есть несколько морозильных камер с рыбой и другими организмами, выловленными в гавани Сиднея, которые он исследует на предмет проглоченного микропластика. Его команда будет связывать их с путями, по которым микропластик может попасть в гавань, и искать признаки экологического ущерба, такие как изменения в численности популяции.Такой подход означает, что животные могут вести себя нормально и подвергаться воздействию типичных условий окружающей среды, таких как приливы и штормы, а также множеству других факторов стресса, таких как изменение температуры океана и промышленные загрязнители. «Нам нужна хаотичная система, потому что, если что-то может повлиять на эту хаотичную систему, помимо этих других стрессов, мы знаем, что нам действительно нужно беспокоиться об этом», — говорит Браун.

Матиас Риллиг, эколог растений из Свободного университета Берлина, показал, как микропластик может влиять на организмы, изменяя их среду обитания. В недавнем исследовании, в соавторстве с которым он выступил, почва, нагруженная полиэфирными микроволокнами, была намного более пушистой, сохраняла больше влаги и, по-видимому, влияла на активность микробов, которые имеют решающее значение для круговорота питательных веществ в почве. Открытие является ранним, но тревожным, учитывая, что фермеры по всему миру применяют обогащенный микроволокном обработанный осадок сточных вод в качестве удобрения для сельскохозяйственных земель. Риллиг также является одним из нескольких ученых, пытающихся выяснить, как микроволокна в почве могут влиять на рост сельскохозяйственных культур.

Полный круг

Микропластик может угрожать людям более непосредственно. Исследование, опубликованное в апреле, обнаружило частицы и микроволокна в упакованной морской соли, пиве, воде в бутылках и водопроводной воде, что делает его практически уверенным в том, что мы проглатываем микропластик. В напитки в бутылках микропластик может проникать в процессе розлива; микроволокна могли падать из атмосферы в резервуары, которые снабжают водопроводной водой. Даже для исследователей, погруженных в эту область, «это по-прежнему вызывает шок», — говорит Рохман. «Это просто показывает, что неправильное обращение с нашими отходами возвращается к нам».

Поскольку преднамеренно скармливать людям микропластиковые частицы неэтично, некоторые исследователи, такие как Браун, обратились к медицинским исследованиям, в которых частицы используются для доставки точного количества лекарств в определенные области тела, чтобы лучше понять, насколько легко микропластик может быть использован. двигаться сквозь людей.Если частицы достаточно малы, они могут мигрировать по телу и потенциально накапливаться в таких местах, как кровоток. Исследование хомяков, которым вводили микропластик, показало, что такие частицы могут привести к образованию тромбов.

Люди также могут вдыхать микроволокна, когда они падают с неба — повсюду, от центра Парижа до отдаленной Арктики. Известно, что мелкие аэрозольные частицы оседают глубоко в легких, где они могут вызывать различные заболевания, включая рак. Фабричные рабочие, работающие с нейлоном и полиэстером, имеют признаки раздражения легких и снижения работоспособности (хотя и не рака), но они подвергаются воздействию гораздо более высоких уровней, чем средний человек. Стефани Райт, научный сотрудник Королевского колледжа Лондона, пытается лучше понять, как много микроволокон на самом деле подвергается воздействию людей и могут ли переносимые по воздуху микропластики проникать в легкие. Она также объединяется с университетским токсикологическим отделением, чтобы исследовать их коллекцию легочной ткани на наличие признаков микроволокон и связанных с ними повреждений.

Некоторые ученые говорят, что внимание к микропластику у людей может упускать из виду более важный момент: люди постоянно подвергаются воздействию пластиковых контейнеров для еды и напитков, которые могут быть гораздо большим источником, по крайней мере, химических веществ, добавляемых в пластик, таких как эндокринный разрушитель BPA. Однако потенциальное воздействие микропластика не помешало Рохману есть морепродукты. «Насколько мне известно, преимущества перевешивают затраты», — говорит она. Возможно, как и в случае со многими загрязняющими веществами, существует порог, за которым микропластик становится токсичным для человека или других видов. «Нам просто нужно попытаться понять, что это за порог», — отмечает она.

Эксперты говорят, что повсеместного распространения загрязняющего вещества в сочетании с уже наблюдаемым вредом достаточно, чтобы человечество начало исправлять свои действия. «Всегда есть вопросы, на которые нужно ответить», — говорит Рохман, но мы достигли точки, когда «информации достаточно, чтобы действовать в направлении решения».

голоса
Рейтинг статьи
Статья в тему:  Распорядок дня — подарок к празднику, который нам всем нужен в 2020 году
Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x
Adblock
detector