Ученые разработали подход для оценки загрязненности российских городов микропластиком. Чтобы отличить такие частицы от других загрязнителей, авторы проанализировали их индивидуальные оптические характеристики и оценили химический состав. Комбинация этих методов позволила определить, что в жилых районах Екатеринбурга содержится около 352 тонн полиэтиленовых микрочастиц. Технология поможет отслеживать экологическое состояние городов и оценивать потенциальный риск от микропластика для здоровья городского населения. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ) и Правительством Свердловской области, опубликованы в журнале Geography, Environment, Sustainability.
Микропластик (частицы полимеров размером меньше пяти миллиметров) в больших количествах попадает в окружающую среду из-за деятельности человека. Его источниками служат предметы быта, например, пластиковая упаковка, синтетическая одежда и промышленные отходы. Ученые обнаруживают микропластик не только в океанах, пресных водоемах, воздухе, почве, но и в организмах живых существ (в том числе человека), куда эти частицы могут проникать через дыхательные пути и пищеварительную систему.
Как микропластик влияет на здоровье человека, остается не до конца понятным, однако некоторые исследования показывают, что его накопление в легких может способствовать респираторным заболеваниям, а в крови — закупорке сосудов. При этом до сих пор не существует нормативов, которые обеспечивают безопасное содержание микропластика в окружающей среде. Более того, долгое время не было подходов, позволяющих достоверно оценить его количество.
Исследователи из Института промышленной экологии УрО РАН (Екатеринбург) и Института органического синтеза имени И.Я. Постовского УрО РАН (Екатеринбург) разработали метод для оценки загрязненности городов микропластиком. Авторы предложили определять его количество в пыли и грязи на дорогах, тротуарах и во дворах жилых районов. В таких пылегрязевых отложениях накапливаются все основные загрязнители, а потому по их составу можно отслеживать экологическое состояние городской среды.
Ученые взяли образцы придорожной и дворовой грязи и пыли в шести жилых кварталах Екатеринбурга. Каждую из проб авторы проанализировали тремя разными способами. В первом случае небольшую порцию пыли и грязи помещали в раствор поваренной соли, где легкие частицы мусора (в том числе микропластик) всплывали, а тяжелые (другие загрязнители) падали на дно. Затем легкие фрагменты рассматривали под микроскопом, чтобы выбрать среди них только пластик. На последнем этапе материал частиц подтверждали с помощью оптического метода анализа веществ.
Во втором подходе исследователи использовали вместо ручного отбора под микроскопом метод ИК-спектроскопии. Это подход, когда частицы освещают инфракрасным светом и по его поглощению определяют состав материала.
В третьем случае после ИК-спектроскопии авторы с помощью химического анализа оценили в частицах содержание углерода и водорода. По этим элементам удалось точно определить полиэтилен — один из основных материалов микропластика, — поскольку в нем соотношение углерода и водорода всегда одинаковое.
Из всех трех методов последний позволил выявить наибольшее количество микропластика в мусоре, тогда как первые два слишком часто упускали такие частицы и оказались недостаточно достоверны. Анализ показал, что в жилых районах Екатеринбурга содержится около 352 тонн микрочастиц полиэтилена, что сопоставимо с оценками, проведенными ранее для Сиднея.
«Важно отметить, что полученные данные — минимальная оценка: мы пока не брали в расчет самые крупные фрагменты микропластика (размером от 3 до 5 миллиметров), а также другие типы полимеров, помимо полиэтилена, которые могут присутствовать в городской среде. Таким образом, в дальнейшем нам предстоит уточнить оценки новыми данными. Однако уже сейчас предложенный подход может стать первым шагом к созданию системы экологического мониторинга и разработке нормативов допустимого содержания микропластика в городской среде», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Андриан Селезнев, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник лаборатории урбанизированной среды Института промышленной экологии УрО РАН.
Ранее ученые предложили оценивать качество воздуха в промышленных городах России по химическому составу снега. Дело в том, что именно снег накапливает все загрязняющие вещества, оседающие на землю из воздуха за холодный сезон. Предложенный подход позволит точно и оперативно отслеживать потенциальные риски для здоровья жителей городов с развитыми горнодобывающей и металлургической отраслями.
Изображение: снимки характерных частиц пробы. Источник: Источник: Андриан Селезнев / из личного архива.
Источник: РНФ
