№ 3

Сентябрь/2022

Russian Traveler 03/2022

Триллионы наночастиц пластика попадают в ваш кофе из одноразовых стаканчиков

Фото: Marco Verch Professional Photographer / Flickr

Исследователи проанализировали кофейные стаканчики, покрытые полиэтиленом низкой плотности. Результаты неутешительные.

Ученым уже известно, что одноразовые кофейные стаканчики являются настоящим экологическим бедствием – тонкая пластиковая оболочка делает их чрезвычайно сложными для вторичной переработки. Новое исследование показало, что емкости для горячих напитков выделяют в эти самые напитки триллионы микроскопических частиц пластика.

Ученые из Национального института стандартов и технологий (NIST) проанализировали одноразовые стаканчики для горячих напитков, покрытые полиэтиленом низкой плотности (LDPE) – мягкой гибкой пластиковой пленкой, часто используемой в качестве водонепроницаемого вкладыша.

Они обнаружили, что, когда эти чашки подвергаются воздействию воды при температуре 100 °C, они выделяют в воду триллионы наночастиц пластика на литр.

«Главный вывод здесь заключается в том, что микропластик есть везде, куда ни посмотри. Его очень много. Триллионы частиц на литр. Мы не знаем, оказывают ли они вредное воздействие на здоровье людей или животных. Просто у нас есть высокая уверенность в том, что они повсюду», – Кристофер Зангмейстер, соавтор исследования из NIST.

Фото: NIST

Существует множество различных типов пластиковых материалов, но все они состоят из полимеров – природных или искусственных веществ из больших молекул, связанных друг с другом. Ученые обнаружили микроскопические частицы такого пластика в океанах и многих других экосистемах (и даже в организме человека). Исследователи делят такие частицы 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 в воду пластик выделяют и некоторые другие потребительские товары, которые содержат жидкости или взаимодействуют с ними – детские бутылочки из полипропилена и нейлоновые пластиковые чайные пакетики.

Чтобы проанализировать наночастицы, высвобождаемые из этих пластиковых изделий, исследователям сначала нужно было определить, как их обнаружить.

«Представьте, что у вас есть обычный кофейный стаканчик, взятый навынос. В жидкости могут быть многие миллиарды частиц, и нам нужно выяснить, как найти эти нанопластики. Это как искать иголку в стоге сена. Мы брали воду из стаканчика и распыляли ее в виде тонкого тумана, оставляя подсыхать», – объясняет Зангмейстер.

Благодаря этому процессу наночастицы изолировались от остальной части раствора. Такая техника ранее использовалась для обнаружения крошечных частиц в атмосфере. После высыхания наночастицы сортировались по размеру и заряду. Затем исследователи могли указать конкретный размер, например, наночастицы размером около 100 нанометров, и каталогизировать их.

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.

Фото: Christopher Zangmeister
Изображения с высоким разрешением наночастиц, обнаруженных в одноразовых стаканчиках для напитков

Исследователи также смогли определить химический состав наночастиц, поместив их на поверхность и наблюдая за ними с помощью сканирующей электронной микроскопии. Они обнаружили, что средний размер наночастиц составляет от 30 до 80 нанометров, а некоторые из них превышают 200 нанометров. 

«В последнее десятилетие ученые находят пластик повсюду в окружающей среде. Его обнаружили в снегах Антарктиды, на дне ледниковых озер. Обычно размер микропластика составлял более 100 нанометров, а это означает, что он, вероятно, был недостаточно мал, чтобы проникнуть в клетку и вызвать физические проблемы. Наше исследование отличается тем, что мы находили более маленькие наночастицы – это имеет большое значение, потому что они могут проникнуть внутрь клетки и, возможно, нарушить ее функцию», – говорит Зангмейстер.

Исследователи продолжают изучать другие потребительские товары и материалы, такие как ткани, полиэфирный хлопок, пластиковые пакеты и воду в пластиковых трубах. Результаты этого исследования в сочетании с результатами других типов проанализированных материалов откроют новые направления исследований в этой области в будущем, пишут авторы работы.