Ученые выяснили, что биоразлагаемый пластик не так безопасен, как принято считать

Специалисты Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого (НовГУ) в составе международного коллектива провели масштабный анализ доступных научных исследований, касающихся биопластика, почти за половину столетия и пришли к выводу: биоразлагаемый пластик вовсе не так безопасен, как принято считать.

Более того, его экологические риски могут превосходить таковые от традиционного пластикового загрязнения.

Стремясь решить проблему пластикового загрязнения, в мире сделали ставку на биопластики (биоразлагаемые пластики). Однако для их разложения на воду и углекислый газ часто требуются особые условия: высокие температура и влажность, наличие большого количества специализированных микроорганизмов. Поэтому такие пластики в природной среде зачастую не исчезают полностью, а лишь распадаются на мелкие фрагменты — биоразлагаемый микропластик (biodegradable microplastic — BMP). Вопрос о том, как подобные типы загрязнения влияют на экосистемы, долгое время оставался открытым.

Чтобы этот дискуссионный вопрос перевести в практическую сферу конкретных решений, авторы провели объемный обзор научной литературы, посвященной разложения пластиков. Всего ученые проанализировали 151 научную работу, которые были опубликованы в период с 1978 по 2024 год. Исследователи сфокусировали внимание на трех основных типах биоразлагаемых пластиков, которые используют повсеместно: полимолочной кислоте (PLA), полибутиленадипаттерефталате (PBAT) и их смеси. Они также сравнили их воздействие на окружающую среду с обычным микропластиком (полиэтиленом, полистиролом и т. д.).

«В поле зрения попали самые разные аспекты: от изменений в химическом состоянии почвы и процессов роста растений до состояния дождевых червей, водных организмов и потенциальных рисков для человека. Особое внимание мы уделили тому, как влияют на итоговый эффект доза, размер частиц, их форма и главное — продолжительность воздействия и старение пластика в окружающей среде», — рассказал один из авторов исследования, ведущий научный сотрудник НовГУ, доктор биологических наук Евгений Абакумов.

Проведенный метаанализ показал, что биоразлагаемый микропластик оказывает комплексное негативное влияние на все уровни экосистем. Находясь в почве, он меняет ее структуру, нарушает баланс жизненно важных элементов и стимулирует выбросы парниковых газов. Например, при разложении некоторых BMP в атмосферу выделяется значительно больше углекислого газа и метана, чем от обычного полиэтилена. Еще тревожнее его роль как «переносчика».

Из-за особенностей химического строения частицы биоразлагаемого пластика, особенно такие как PBAT, гораздо эффективнее, чем обычные, связывают тяжелые металлы (кадмий, свинец), пестициды и антибиотики. Старея в окружающей среде, такой микропластик становится более пористым и шероховатым, что только усиливает его поглотительные свойства. В результате он не просто накапливает загрязняющие вещества, но и способствует их распространению и дальнейшему попаданию в живые организмы.

«Для растений и животных последствия тоже оказались значительными. В высоких дозах биоразлагаемый микропластик угнетает рост сельскохозяйственных культур, повреждает корни и приводит к снижению урожайности. Дождевые черви, проглатывая частицы, накапливают в своих тканях больше токсинов. В водной среде такой пластик может как подавлять, так и стимулировать рост водорослей, в том числе вредоносных цианобактерий, нарушая хрупкое равновесие экосистем», — отметил Евгений Абакумов.

Ученые подчеркивают, что большинство исследований, посвященных разложению BMP, проводились в короткие сроки. В них изучалось воздействие пластика на экосистемы в течение недель или месяцев. Но на самом деле со временем пластик фрагментируется на более мелкие и опасные части, его поверхность разрушается, а добавки (пластификаторы, красители) постепенно вымываются. Именно этот долгосрочный, накопительный эффект и упускался из виду, а настоящая опасность такого пластика может проявляться со временем.

Реальные концентрации BMP в природе пока невелики (чаще всего — доли процента в почве), но они будут неуклонно расти с увеличением производства и использования биоразлагаемых материалов. Поэтому авторы настаивают: будущие исследования должны моделировать именно такие, растянутые во времени сценарии с реалистичными концентрациями.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России

Источник — Минобрнауки России