Пластик окружает нас везде: он в пакетах, в упаковке, в игрушках и в бытовых приборах. Пластик бывает не только большого размера, но и в виде микроскопических частиц. Микропластик легко может проникнуть в окружающую среду и попасть в организм.
Исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST) проанализировали популярные пластиковые предметы быта, чтобы лучше понять нанопластик. Ученые обнаружили, что когда пластиковые изделия подвергаются воздействию горячей воды, они выделяют в воду триллионы наночастиц на литр.
Исследователи NIST опубликовали свои выводы в научном журнале Environmental Science and Technology .
«Главный вывод здесь заключается в том, что частицы пластика повсюду, куда бы мы ни посмотрели. Их очень много, триллионы за литр. Мы не знаем, оказывают ли они вредное воздействие на здоровье людей или животных. У нас просто есть высокая уверенность в том, что они там есть», — сказал химик NIST Кристофер Зангмейстер.
Существует множество различных типов пластиковых материалов, но все они состоят из полимеров, природных или искусственных веществ. Ученые обнаружили микроскопические частицы более крупного пластика в океанах и во многих других средах. Исследователи делят их на две группы: микро- и нанопластики.
Обычно считается, что микропластик имеет длину менее 5 миллиметров и его можно увидеть невооруженным глазом, в то время как размер нанопластика составляет менее одной миллионной доли метра (одного микрометра), и большинство из них невозможно увидеть даже в стандартный микроскоп. Недавние исследования показали, что некоторые потребительские товары, которые взаимодействуют с ними, такие как детские бутылочки из полипропилена (ПП) и нейлоновые чайные пакетики, выделяют эти пластиковые частицы в воду.
В своем исследовании ученые Национального института стандартов и технологий США изучили два типа коммерческих пластиковых изделий: пищевые нейлоновые пакеты, например, формы для выпечки и одноразовые стаканчики для чая и кофе. Чашки для напитков были покрыты полиэтиленом низкой плотности (LDPE), мягкой гибкой пластиковой пленкой, часто используемой в качестве вкладыша.
Стаканы для напитков с покрытием из полиэтилена низкой плотности подвергались воздействию воды при температуре 100 градусов по Цельсию в течение 20 минут.
Чтобы проанализировать наночастицы, которые выделяются из этих пластиковых изделий, исследователям сначала нужно было определить, как их обнаружить.
«Представьте, что у вас есть чашка воды в одноразовом стаканчике. В нем могут быть многие миллиарды частиц, и нам нужно выяснить, как найти эти нанопластики. Это как найти иголку в стоге сена», — рассказал Зангмейстер.
Поэтому ему и его коллегам пришлось использовать новый подход. «Мы брали воду из чашки, распыляли ее в виде тонкого тумана и высушивали», — сказал Зангмейстер. Благодаря этому процессу наночастицы изолируются от остальной части раствора. Такая техника раньше использовалась для обнаружения крошечных частиц в атмосфере.
После высыхания тумана наночастицы в нем сортировались по размеру и заряду. Наночастицы подвергались воздействию горячего пара бутанола, разновидности спирта, а затем быстро охлаждались. Когда спирт конденсировался, частицы увеличивались от нанометров до микрометров, что делало их гораздо более заметными. Этот процесс автоматизирован и управляется компьютерной программой, которая подсчитывает частицы.
В своем анализе и наблюдениях исследователи обнаружили, что средний размер наночастиц составляет от 30 до 80 нанометров, а некоторые из них превышают 200 нанометров. Кроме того, концентрация наночастиц, попадающих в горячую воду из пищевого нейлона, была в семь раз выше по сравнению с одноразовыми стаканчиками для напитков.
«За последние десять лет ученые находили пластик повсюду в окружающей среде: это и в снегу в Антарктиде, на дне ледниковых озер и обнаруживали микропластик размером более 100 нанометров, это означает, что он, вероятно, был недостаточно мал, чтобы проникнуть в клетку и вызвать проблемы», — сказал Зангмейстер.
«Наше исследование отличается тем, что эти наночастицы действительно маленькие и имеют большое значение, потому что они могут проникнуть внутрь клетки, возможно, нарушив ее функцию», — сказал Зангмайстер.
Зангмайстер отметил, что не существует метода измерения LDPE, попадающего в воду от кофейных стаканчиков, но есть тесты для нейлоновых пластиков. Результаты этого исследования могут помочь в разработке таких тестов. Тем временем Зангмайстер и его команда проанализировали дополнительные потребительские товары и материалы, такие как ткани, полиэфирный хлопок, пластиковые пакеты и вода, хранящаяся в пластиковых трубах.