Китайские ученые выяснили, что кипячением можно удалить более восьмидесяти процентов микропластика из воды. Этот способ лучше подходит для жесткой воды: при кипячении частицы пластика связываются с карбонатом кальция и выпадают в осадок. Результаты исследования опубликованы в журнале Environmental Science & Technology Letters.
Микропластиком называют пластиковые фрагменты и волокна длиной менее пяти миллиметров, а нанопластиком — волокна длиной менее одного микрометра. Такие частицы окружает нас повсюду: их уже находили на дне океана и в облаках, в человеческой крови и даже плаценте. О влиянии микропластика на здоровье у ученых пока нет единого мнения. Пока одни исследования не находят достаточных доказательств его вреда, другие авторы утверждают, что микропластик повреждает клеточные мембраны и может вызывать апоптоз (клеточную смерть). Кроме того, известно, что микропластиковые частицы могут адсорбировать на себя другие вредные вещества и даже усиливать их токсическое действие.
Ученые постоянно ищут дешевые и доступные способы очистки воды от пластикового загрязнения. Чжань Цзюнь Ли (Zhanjun Li) из Медицинского Университета Гуанчжоу и Эдди Цзэн (Eddy Y. Zeng) из Университета Дзинаня вместе с коллегами выяснили, что избавиться от части такого загрязнения можно, просто прокипятив воду.
Кипячение снижает жесткость воды, то есть содержание в ней солей кальция, магния и других металлов. При нагревании растворимый гидрокарбонат кальция Сa(HCO3)2 переходит в нерастворимый карбонат СaCO3. Исследователи предположили, что частицы пластика могут связываться с солями кальция и выпадать в осадок вместе с ними.
Авторы приготовили образцы воды разной жесткости (с содержанием СaCO3 от 60 до 300 миллиграммов на литр), которые загрязнили частицами трех видов полистирола, полиэтилена и полипропилена размером от 0,1 до 150 микрометров. Воду кипятили при температуре 100 градусов Цельсия, а контрольные образцы, которые не доводили до кипения, но нагревали до температуры от 25 до 90 градусов Цельсия.
Нагревание воды позволяло связывать часть пластика, но этот эффект был достаточно слабым. А вот кипячение обеспечивало резкий скачок связывания микропластика — его концентрация в финальных пробах снижалась на 84 процента — с 30 до 4,8 частицы на каждый микролитр жидкости. Быстрее всего связывались мелкие частицы (размером 0,1 микрометра), а среди видов пластика охотнее всего связывался с солями полистирол, допированный карбоксильными группами. Ли и Цзэн предположили, что отрицательный заряд на поверхности таких частиц облегчает связывание с ионами кальция. Тем не менее разница между разными видами микропластика была не столь существенна. Гораздо заметнее на финальный результат влияла жесткость: из проб самой жесткой воды удалось извлечь втрое больше микропластика. А из самой мягкой воды (с концентрацией СaCO3 менее 60 миллиграммов на литр) кипячение позволило удалить 25 процентов изначального микропластика.
Авторы предположили, что наночастицы начинают связываться с CаСO3 уже в самом начале его образования, выступая центрами нуклеации для растущих кристаллов. В результате дзета-потенциал снижается, частицы становятся более подвижными и могут вступать в реакции с другими растущими частицами. Это подтверждается образованием частиц, которые содержали в себе несколько разных видов пластика.
Авторы отмечают, что жесткость воды и состав микропластикового загрязнения заметно отличаются для разных регионов, поэтому и эффективность очистки будет меняться. Тем не менее кипячение воды для питья — распространенная практика для многих людей, в том числе тех, кто не привык пользоваться фильтрами для воды или не может позволить себе их покупку. Исследование показало, что кипячение параллельно позволяет избавляться от части микропластикового зягрязнения, и это, безусловно, хорошая новость.
В прошлом году другая группа китайских экологов выяснила, что микропластик в почве может защищать побеги кукурузы от токсинов, в частности фенатрена. Однако эффект сильно зависел от размера: частицы диаметром 550 микрометров адсорбировали на себя фенатрен, но более мелкие частицы диаметром 250 микрометров, напротив, усиливали его токсическое воздействие и вдобавок вредили почвенному микробиому. А проверить свои знания о микропластике можно, пройдя наш тест.