Исследование: микропластик накапливает тяжелые металлы, вызывая экологическую угрозу

Команда под руководством исследователей из Токийского столичного университета изучала, как микропластик в окружающей среде накапливает тяжелые металлы.

Оказывается, по мере распространения микропластика увеличивается и его токсичная нагрузка. Сосредоточив внимание на пенополистироле, ученые собрали частицы вдоль реки, протекающей через Улан-Батор, Монголия. Они обнаружили, что на частицах накапливается значительное количество тяжелых металлов, что связано с условиями местного землепользования и промышленности, а также с особенностями поверхности, такими как поры и биопленки, которые способствуют накоплению загрязняющих веществ.

Распространение пластикового мусора в природной среде — это экологическая катастрофа. По мере того как пластиковые отходы попадают в почву и воду, в основном из-за неправильной утилизации, частицы выветриваются и разрушаются, постепенно становясь слишком маленькими, чтобы их можно было легко собрать и рассортировать. Обладая малым весом, низкой плотностью и высокой упругостью, они распространяются чрезвычайно быстро. Хотя частицы пластика в значительной степени химически инертны, ученые обнаружили, что они также могут быть эффективными переносчиками всего, что могут поглотить, включая смертельно опасные загрязняющие вещества. В настоящее время ведется активное исследование того, какие токсины и каким образом они могут переносить.

Группа под руководством доктора Батдулама Баттулга, научного сотрудника географического факультета Токийского столичного университета, ныне работающего в Японском агентстве по атомной энергии, и профессора Масаюки Кавахигаси из Токийского столичного университета изучала свойства частиц пенополистирола, собранных в различных местах вдоль реки Туул, протекающей через Улан-Батор, Монголия. В связи с продолжающимся развитием города пластиковые отходы, остающиеся после строительных материалов, распространились в окружающей среде — особенно пенополистирол, используемый для изоляции.

Крошечные фрагменты ученые подвергли ряду диагностических исследований, чтобы установить, как они изменились и что в них теперь содержится. Они обнаружили ряд металлических загрязнений, которые отсутствуют в исходном материале, особенно большое количество меди и хрома. Нашлось также много элементов, связанных с конкретными видами землепользования или промышленности в городе, таких как химикаты, используемые в производстве стекла и керамики, и обогащенные загрязняющими веществами отложения из очистных сооружений.

Исследователи также подробно изучили физические свойства самих частиц. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) помогла увидеть, что воздействие окружающей среды значительно изменило свойства поверхности частиц, создав трещины, отверстия и впадины. На многих изображениях также видны частицы минеральных кристаллов, показывающие, как шероховатая поверхность может стать домом для неорганических загрязнителей, поглощенных из окружающей среды. Ученые также обнаружили следы биопленок — слоев бактерий, которые прилипают к поверхностям. Такие пленки, как известно, развивают на своей поверхности электрические заряды и химические группы, которые могут эффективно поглощать металлические загрязнители. В сочетании с более сильным накоплением металлов в частицах мезоразмера (5-20 мм), чем в частицах микроразмера (<5 мм), команда пришла к выводу, что эти особенности поверхности играют ключевую роль в накоплении тяжелых металлов на пластиковом мусоре.

Благодаря пониманию механизма, с помощью которого металлы адсорбируются на пластиковых фрагментах, команда надеется понять масштабы воздействия пластиковых загрязнителей на окружающую среду и скрытые опасности, которые они могут представлять.

Результаты опубликованы в журнале Ecotoxicology and Environmental Safety.

08.07.2023