За 10 лет лежания в почве сигаретные фильтры не растворились, а лишь замаскировались под грязь. Их пластиковые волокна распались на микрочастицы, намертво склеились с минералами и превратились во вторичный микропластик. Более того, на пятом году гниения мусор начал отравлять землю с новой силой.
Десятилетиями люди выбрасывали триллионы окурков на улицы, обочины дорог, пляжи и парки. Их основу составляет ацетат целлюлозы — пластиковый полимер, который не распадается в природной среде. При изготовлении сигареты тысячи тонких волокон плотно упаковываются внутрь бумажной оболочки для удержания вредных веществ при курении.
Замеры экологической угрозы, которые проводили ранее, длились от недель до месяцев. Ученые оценивали лишь первичный выброс ядов в лужи или грунт. Науке требовалось понять, как пластиковые полимеры разрушаются в реальных условиях на длинных отрезках времени.
Результаты десятилетнего мониторинга опубликовали в журнале Environmental Pollution. Экологи поместили тысячи окурков в проницаемые сетчатые мешки и разложили образцы в три среды для сравнения. Часть оставили лежать поверх жестких городских покрытий. Другие пакеты закопали в бедный песчаный грунт и в богатую микроэлементами землю лугов.
Исследователи регулярно доставали контрольные пакеты для оценки потери массы. Распад пластиковых фильтров прошел несколько стадий. В первые недели процесс шел быстро: бумага растворялась, вода вымывала легкие поверхностные химикаты, окурки теряли до 20% веса.
Позже физическая деградация замедлилась из-за стойкой молекулярной структуры ацетата целлюлозы. На городском асфальте разрушение волокон почти остановилось, и спустя 10 лет снижение массы составило лишь 52%. В плодородной влажной земле окурки потеряли примерно 84% массы. Но эта потеря не означает полного биологического «переваривания». Хрупкий пластик просто распадался на труху и вымывался дождями в грунт.
Окончательного уничтожения пластиковых нитей не произошло ни в одной тестовой зоне. Под электронным микроскопом ученые увидели, что деградировавшие волокна ацетата целлюлозы потеряли базовую форму и крепко слиплись с минералами из земли, образовав твердые микроскопические агрегаты. Полимер перешел в статус вторичного микропластика, который перестал бросаться в глаза, но физически остался в экосистеме.
Чтобы проверить опасность старого мусора, биологи делали водные вытяжки: замачивали окурки разных лет и капали эту жидкость в колонии чувствительных светящихся бактерий Aliivibrio fischeri (это стандартный лабораторный индикатор). Если бактерии гасли, раствор признавали токсичным.
График отравлений показал волнообразную картину. Вытяжки из свежих фильтров убивали микробы сильнее всего из-за высокой дозы растворимого никотина и тяжелых металлов. Постепенно химия вымывалась дождями, и окурки становились менее ядовитыми. Однако на сроке в пять лет токсичность смывов внезапно взлетела снова.
Авторы статьи предположили, что к этому времени молекулярная структура пластика начала разрушаться, высвобождая в воду новые ядовитые химические компоненты самого полимера. Методология эксперимента оставляет открытой и другую причину: за пять лет пористый фильтр сработал как губка. Поселившиеся внутри почвенные грибки могли оставить там токсичные отходы жизнедеятельности, которые и отравили тестовые бактерии.
Десятилетнее наблюдение доказало устойчивость ацетата целлюлозы к природному гниению. Визуальное разрушение окурка в плодородной земле означает лишь его измельчение и переход в форму минерализованного микропластика с остаточными токсичными свойствами.