Специалисты Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого (НовГУ) в составе международного коллектива провели масштабный анализ научных исследований о биопластике и пришли к выводу: этот материал представляет большую опасность, чем считалось ранее.
Исследователи проанализировали 151 научную работу, опубликованную с 1978 по 2024 год. Особое внимание было уделено трем основным типам биоразлагаемых пластиков: полимолочной кислоте (PLA), полибутиленадипаттерефталату (PBAT) и их смесям. Ученые сравнивали их воздействие с влиянием традиционного микропластика — полиэтилена и полистирола.
«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 влиянию дозы, размера частиц, их формы, продолжительности воздействия и старения материала в окружающей среде», — рассказал ведущий научный сотрудник НовГУ, доктор биологических наук Евгений Абакумов.
Главная проблема биопластика заключается в том, что для его полного разложения на воду и углекислый газ необходимы особые условия: высокая температура, влажность и большое количество специализированных микроорганизмов. В естественной среде такой пластик не исчезает полностью, а распадается на мелкие фрагменты — биоразлагаемый микропластик (BMP — biodegradable microplastic).
Проведенный метаанализ показал, что биоразлагаемый микропластик оказывает комплексное негативное влияние на все уровни экосистем. Находясь в почве, он изменяет ее структуру, нарушает баланс жизненно важных элементов и стимулирует выбросы парниковых газов. При разложении некоторых видов BMP в атмосферу выделяется даже больше углекислого газа и метана, чем от обычного полиэтилена.
Кроме того, частицы биоразлагаемого пластика, особенно PBAT, обладают повышенной способностью связывать тяжелые металлы (кадмий, свинец), пестициды и антибиотики. Со временем материал становится более пористым и шероховатым, что 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.
По словам ученых, большинство исследований разложения BMP проводились в короткие сроки — в течение недель или месяцев. Однако со временем материал фрагментируется на более мелкие части, его поверхность разрушается, а добавки, такие как пластификаторы и красители, постепенно вымываются. Именно этот долгосрочный накопительный эффект ранее упускался из виду.
Хотя текущие концентрации BMP в природе пока невелики (доли процента в почве), они будут расти с увеличением производства биоразлагаемых материалов. Поэтому авторы исследования подчеркивают необходимость проведения в будущем более длительных исследований с реальными показателями содержания пластика в окружающей среде.
Исследование выполнено при поддержке Минобрнауки России.