Тихий убийца: как микропластик вызывает болезни и останавливает репродукцию живых организмов

20

 

 

Микропластики приносят вред всем видам живых организмов, без исключения. Крошечные кусочки пластика просочились в почву, воду и воздух, представляя угрозу здоровью животных и людей, поражая целые пищевые цепочки. Согласно последним исследованиям, синтетические волокна обнаруживаются и в водопроводной воде, и в пиве, упакованном в бутылку, и в арктическом воздухе. А попадающий в человеческий организм микропластик вызывает тромбы и деформацию легких. «Хайтек» перевел и адаптировал статью Scientific American о влиянии микропластиков на водные организмы, поражениях, вызванных попаданием их в человеческое тело, а также о видах опасных пластиков, которые нас окружают.

Разрушающий целые экосистемы

У Марка Брауна было подозрение, что процесс загрязнения микропластиками достиг катастрофических масштабов. Он надеялся, что образцы высушенной крови голубой мидии под микроскопом докажут ему обратное. Но как только нечеткое, трехмерное изображение кровяных клеток мидии появилось на экране, он понял, что был прав. Клетки были усеяны крошечными пятнами пластика.

Фотографии морских черепах, поедающих полиэтиленовые пакеты, стали символом экологического вреда, нанесенного пластиковыми отходами. Но исследования, подобные вышеупомянутому, иллюстрируют то, что проблема уже вышла за пределы только мусора, который мы видим. В каждом уголке планеты появились крошечные кусочки разложившихся пластиковых, синтетических волокон и пластиковых шариков, которые все вместе называются микропластиками. Они буквально везде — от пляжей Флориды до арктического морского льда — и в сельскохозяйственных полях, и в городском воздухе.

Их размер — примерно от 5 мм (размер зернышка риса) до микроскопических — означает, что они могут проникать в организмы широкого круга живых существ. В том числе и в планктон, составляющий основу морской пищевой цепи. Эксперимент Брауна в 2008 году был одним из первых, который показал, что пластиковые частицы не всегда безвредно проходят через пищеварительный тракт. Находка «и радостна от того, что догадка была верна, и печальна, потому что пластики действительно оказывают пагубное влияние на окружающий мир», — говорит экотоксиколог из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее. «Вы, с одной стороны, довольны тем, что некоторые прогнозы сбылись, но из-за этого вы в то же время опустошены», — из-за потенциально тяжелых экологических последствий.

Микропластик в клетке голубой мидии

Проглоченные микропластические частицы повреждают органы и выделяют внутри организма опасные химические вещества — от разрушающего гормональный фон бисфенола А (БФA) до пестицидов. Такое влияние нарушает защитные функции организма, а также останавливает рост и размножение клеток. Как микропластики, так и выделяемые ими химические вещества накапливаются в пищевой цепи, потенциально влияя на целые экосистемы, включая здоровье почв, в которых мы выращиваем нашу еду. Микропластики в воде, которую мы пьем, и в воздухе, которым мы дышим, также могут напрямую поражать людей.

Браун является одним из тех ученых, которые пытаются разобраться в том, как загрязнение микропластиками связано с животными и экосистемами. Мучительным доказательством пагубного влияния этого загрязнения являются как нарушения в цикле размножения рыб, так и качественное изменение колоний микробов в почве. По мере того, как исследователи собирают все больше данных по проблеме, по словам Брауна, они начинают понимать, что это лишь вершина айсберга.

В 2010 году FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов — «Хайтек») официально признало наличие сомнений в безопасности бисфенола А для здоровья человека. В частности, бисфенол-А из-за структурной схожести с женским половым гормоном — эстрогеном — оказывает негативное влияние на мозг и репродуктивную систему, а также служит причиной ряда онкологических заболеваний (причем как у женщин, так и у мужчин) — в частности, рака простаты, яичек, молочных желез, а также аутизма, деформации ДНК в сперматозоидах, угнетения репродуктивной функции и эндокринной системы, задержки развития мозга, развития сахарного диабета, ожирения и сердечно-сосудистых заболеваний.


Опасный для органов и кровотока

Когда Браун ставил эксперименты над голубыми мидиями, многие исследователи полагали, что животные просто не переваривают микропластики, которые они съели, как «неорганические волокна». Так же считал и сам Марк, но он не был в этом полностью уверен. Он решил рассеять свои сомнения, разместив мидии в резервуарах для воды, заполненных микропластическими частицами с флуоресцентными метками, меньшими по размеру, чем человеческие эритроциты, а затем переместил их в чистую воду. В течение шести недель он собрал моллюсков, чтобы проверить, избавились ли они от микропластиков. «На самом деле у нас кончились мидии, — иронизирует Браун. — Но частицы все еще находились внутри животных после всех перенесенных ими испытаний».

Присутствие микропластиков в рыбе, дождевых червях и других видах уже вызывает тревогу. Но реальный вред наносится частицами, которые из кишечника попадают в кровоток и другие органы. Ученые, в том числе Браун, наблюдали признаки серьезных физических повреждений, например, воспаления, вызванного ударами и трением о стенки внутренних органов.

Исследователи также обнаружили, что полимеры пластмасс, попавшие в организм, выделяют опасные химические вещества. Вредить могут не только сами полимеры, но и побочные загрязнители окружающей среды, к примеру, пестициды, которые притягиваются к поверхности пластика. Пестициды губительно влияют на органы, вызывая также повреждение печени.

Марко Виги, экотоксиколог из Института водных ресурсов в Испании, является одним из нескольких исследователей, которые проводят специальные тесты, чтобы узнать, какие типы веществ содержатся в разных полимерах и перевариваются ли они пресноводными и наземными животными, которые ими отравляются вместе с пищей. Количество микропластиков в озерах и почвах может составлять более чем 15 трлн т частиц, которые далее отправляются в океан.

Пластик, проникающий в планету


Какой пластик содержится в воде, воздухе и почве

PET или PETE — ПЭТ, ПЭТФ — полиэтилентерефталат (лавсан). Используется для производства емкостей для жидких продуктов питания, особенно бутылок для различных напитков, а также упаковки, блистеров, обивки.

PEHD или HDPE — ПЭНД — полиэтилен высокой плотности, полиэтилен низкого давления. Используется для производства бутылок, фляг, полужесткой упаковки. Считается безопасным для пищевого использования.

PVC — ПВХ — поливинилхлорид. Используется для производства труб, электроизоляции, садовой мебели, напольных покрытий, оконных профилей, жалюзи, изоленты, тары для моющих средств и клеенки. Материал является потенциально опасным для пищевого использования, поскольку может содержать диоксины, бисфенол А, ртуть, кадмий.

LDPE или PELD — ПЭВД — полиэтилен низкой плотности, полиэтилен высокого давления. Производство брезентов, мусорных мешков, пакетов, пленки и гибких емкостей. Считается безопасным для пищевого использования.

PP — ПП — полипропилен. Используется в автомобильной промышленности (оборудование, бамперы), при изготовлении игрушек, а также в пищевой промышленности, в основном при изготовлении упаковок. Распространены полипропиленовые трубы для водопроводов. Считается безопасным для пищевого использования.

PS — ПС — полистирол. Используется при изготовлении плит теплоизоляции зданий, пищевых упаковок, столовых приборов и чашек, коробок CD и прочих упаковок (пищевой пленки и пеноматериалов), игрушек, посуды, ручек и так далее. Материал является потенциально опасным, особенно в случае горения, поскольку содержит стирол.

Прочие. К этой группе относится любой другой пластик, который не включен в предыдущие группы. В основном это поликарбонат, который используется для изготовления многоразовой посуды, например, детских рожков. Поликарбонат может содержать опасный для человека бисфенол А.


Главной задачей является анализ того, влияет ли это физическое и химическое воздействие на рост, размножение видов или восприимчивость пораженного организма к болезням. В исследовании, опубликованном в марте, не только рыба, подвергнутая воздействию микропластиков, воспроизводила меньше мальков, но их потомство, которое не было непосредственно подвергнуто воздействию пластических частиц, повторило опыт родителей. Это породило предположение, что пагубный эффект микропластиков может откладывать отпечаток и на последующие поколения. Некоторые организмы, такие как пресноводные ракообразные, называемые амфиподами, еще не показали какие-либо реакции на микропластики. «Возможно, это происходит потому, что они могут обрабатывать природные неудобоваримые материалы, такие как кусочки камня», — говорит Мартин Вагнер, экотоксиколог из Норвежского университета науки и техники, который участвовал в исследовании. По словам Челси Рохман, исследователя из Университа Торонто, на некоторых видах изучали токсические эффекты от воздействия микропластиков. Но это пагубное влияние происходило только от определенных видов пластика.

Большинство работ над исследованием пагубного воздействия микропластиков были проведены в лабораториях. Эксперименты были рассчитаны на небольшие отрезки времени, с использованием только одного типа пластика, с более крупными частицами или при более высоких концентрациях микропластиков, чем в окружающей среде. Исследования «не расскажут нам о долгосрочных экологических последствиях, происходящих при низких концентрациях микропластиков», — говорит Вагнер. Он является одним из нескольких исследователей, которые начинают выходить за рамки предыдущих измерений, сопоставляя животных с полимерами и загрязняющими веществами, с которыми они, скорее всего, сталкиваются в реальном мире. При этом они учитывают особенности реального мира, где микропластика «не будет единственным стрессором», отмечает Вагнер. Микропластики могут стать последней каплей для видов, подверженных и другому давлению — химическим загрязнителям, браконьерству и изменению климата. «Это невероятно сложно», — заключает ученый.

Вносящий беспорядок

Изучение реальных условий жизни различных видов живых существ является главной целью исследования в ботаническом саду в немецком Франкфурте. Ряд маленьких одинаковых по размеру прудов простирается через траву, подвергаясь разному воздействию элементов. Вагнер выдавал каждому из них разные микропластические частицы — очищенные полимеры или загрязненные другими химическими веществами, чтобы увидеть, как пресноводные насекомые и зоопланктон реагируют на них. Хотя Вагнер еще не заметил никаких явных отклонений от нормы, он продолжает ждать — покажут ли некоторые организмы особенные признаки нанесенного вреда, которые могут иметь передаваться в пищевой сети экосистемы.

Такие импульсные воздействия могут произойти, даже если отдельные виды не страдают. Мидии Брауна не проявляли кратковременных побочных эффектов, но он опасается, что накопленные ими микропластики могут навредить животным, которые их едят. Они могут быть не так безопасны в отношении других видов, убежден Браун.

Как и Вагнер, Браун все больше изучает реалии воздействия пластмасс. У него есть несколько замороженных рыб и других организмов, собранных из гавани Сиднея, которые он изучит для исследования проглоченных ими микропластиков. Его команда свяжет эти полимеры с маршрутами, по которым микропластики могут попасть в гавань и искать признаки экологического ущерба, такие как изменения численности популяции. Данный подход означает, что животные могут нормально себя чувствовать, даже когда подвержены типичным условиям окружающей среды, таким как приливы и штормы, а также в окружении множества других стрессоров, таких как изменение температуры океана и промышленные загрязнители.

«Мы хотим проводить наше исследование в природном беспорядке. Если что-то может вызвать влияние в этой хаотической системе, помимо тех других стрессов, мы знаем этот фактор. Тогда он как раз и вызовет серьезные опасения», — заключает Браун.

Матиас Риллиг, растительный эколог из Берлинского университета, показал, как микропластики могут влиять на организмы, изменяя их среду. В своем недавнем исследовании он доказал, что почва, нагруженная полиэфирными микроволокнами, намного более рыхлая, удерживает большее количество влаги и, кажется, влияет на активность микробов, которые имеют решающее значение для питательного цикла внутри почвы. Находка еще совсем «свежая», но уже вызывает колоссальные опасения. Учитывая, что фермеры во всем мире применяют богатый микрофибрами очищенный осадок сточных вод в качестве удобрения для сельскохозяйственных угодий. Риллиг также является одним из нескольких ученых, которые хотят увидеть, как микроволокна в почве влияют на рост сельскохозяйственных культур.

Проходящий по циклу

Микропластики уже и напрямую могут угрожать людям. В исследовании, опубликованном в апреле, были обнаружены частицы и микроволокна в упакованной морской соли, пиве, воде в бутылках и водопроводной воде, что фактически доказывает, что мы каждый день глотаем микропластики. В бутилированные напитки микропластики могут проникать во время процесса розлива. Микроволокна падают из атмосферы в водоемы, которые обеспечивают водопроводную воду. Даже исследователей, давно и прочно погруженных в проблему, по словам Рохман, такой результат поверг в шок. «Это наглядно доказывает, что наше халатное отношение к сортировке и утилизации мусора возвращается к нам бумерангом», — отметили ученые.

Безусловно, опасно давать дозы микропластических частиц людям ради эксперимента — и неэтично. Поэтому некоторые исследователи, такие как Браун, обратились к медицинским процедурам, в которых используют частицы полимеров для доставки точного количества лекарств в определенные области тела, чтобы лучше понять, насколько легко микропластики могут проходить «через» людей. Если частицы достаточно малы, они могут мигрировать внутри тела и потенциально накапливаться в таких местах, как кровоток. Изучение хомяков, инъецированных микропластиками, предполагает, что такие частицы вполне могут приводить к образованию тромбов.

Люди могут также вдыхать микроволокна, которые находятся в воздухе — и в сердце Парижа, и в отдаленной Арктике. Известно, что мелкие частицы, находящиеся в воздухе, проникают глубоко в легкие, где могут вызывать различные заболевания вплоть до онкологии. Фабричные рабочие, которые занимаются нейлоном и полиэфиром, на себе продемонстрировали доказательства нарушения функционирования и уменьшения объема легких полимерами пластмасс. Хотя повального поражения онкологическими заболеваниями не наблюдалось, но они подвержены значительно большим рискам, нежели среднестатистический человек. Стефани Райт, научный сотрудник Королевского колледжа Лондона, пытается разобраться, сколько людей на самом деле подвергается воздействию микроволокон и могут ли вездесущие микропластики проникать в легкие. Она также сотрудничает с университетской кафедрой токсикологии, чтобы изучать собранные ткани легких для выявления пластиковых микроволокон и связанных с ними повреждений.

Некоторые ученые говорят, что такая истерия вокруг именно частиц пластика, попадающих в организм, преждевременна. По их мнению, люди постоянно подвергаются воздействию пластиковых упаковок продуктов и напитков, которые могут быть гораздо более значительным источником химических веществ, добавленных к пластикам, таких как БФА, разрушающий эндокринную систему. Однако потенциальное воздействие микропластиков не остановило Рохман от употребления в пищу морепродуктов.

«Насколько мне известно, польза превышает вред», — говорит она. Возможно, что, как и во многих загрязнителях, существует определенный предел, после которого микропластики становятся токсичными для людей или других видов.

«Нам просто нужно попытаться понять, что это за грань», — отмечает Челси.

Эксперты говорят, что повсеместное присутствие загрязняющего вещества в сочетании с вредом, который уже наблюдается, — вполне достаточные аргументы для того, чтобы человечество начало задумываться над бережным отношением к природе. «Есть вопросы, на которые нужно ответить, — утверждает Челси Рохман, но мы достигли того этапа нашей работы, когда нам достаточно информации для принятия важных решений».