Laura Hernandez et al. / Environmental Science and Technology, 2019
Канадские ученые нашли в чае, заверенном с помощью пакетика из пластиковой сетки, 11,6 миллиарда микрочастиц и больше трех миллиардов наночастиц нейлона и полиэтилентерефталата. Ученые заключили, что вместе с одной кружкой такого чая в организм может попадать до 16 микрограммов полимерных частиц: такие концентрации микропластика на несколько порядков превышают известные содержания в пищевых продуктах. Исследование, в котором также описывается влияние частиц на организмы дафний Daphnia magna, опубликовано в журнале американского химического сообщества Environmental Science and Technology.
Несмотря на то, что многие пытаются избавиться от использования полимеров в производстве и в быту, некоторые чайные компании, наоборот, переходят от привычных бумажных пакетиков к пластиковым. При этом, при температуре выше 40 градусов Цельсия даже пригодные для упаковки пищевых продуктов полимерные материалы могут разлагаться или выделять токсичные вещества.
Лаура Эрнандес (Laura Hernandez) с коллегами из Университета Макгилла проверили сколько микро- и наночастиц пластика попадает из такого чайного пакетика в воду при заваривании, и как живые организмы на примере больших дафний Daphnia magna развиваются в таких растворах. Для этого они поместили пустые чайные пакетики на пять минут в горячую воду (95 градусов Цельсия), которую затем упарили. После этого исследователи проанализировали сухой остаток сканирующим электронным микроскопом на наличие частиц пластика. Природу частиц подтвердили методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием.
Чтобы исследовать количество частиц пластика, которое выделяется только из пакетика при заварке, авторы работы высыпали содержимое, промыли пакетики несколько раз водой комнатной температуры и высушили в потоке азота.
Схема проведения эксперимента
Laura Hernandez et al. / Environmental Science and Technology, 2019
Средний диаметр частиц считали по 90 изображениям микроскопа в произвольных частях упаренных растворов каждого из четырех исследованных образцов пакетиков, а количество субмикронных частиц определяли по их броуновскому движению в растворе методом анализа траекторий наночастиц.
В зависимости от образца, из одного пакетика чая в воду попадало от 7,8 до 21,4 миллиарда частиц пластика. Усреднив данные по четырем образцам, ученые пришли к выводу, что из одной кружки такого чая в организм в среднем может попасть около 2,3 миллиона микрочастиц и 14,7 миллиарда субмикронных частиц, из которых примерно 3,1 миллиарда — размером меньше ста нанометров.
В зависимости от типа чайного пакетика, в воду попадали схожие по размерам частицы материала, из которого он сделан — либо нейлон-6,6, либо полиэтилентерефталат (ПЭТ). Учитывая размер, состав и концентрацию, авторы утверждают, что вместе с одной кружкой чая из полимерного пакетика человек выпивает 13-16 микрограммов частиц пластика.
Изображения сканирующего электронного микроскопа структура полимерных волокон пакетиков до и после погружения в горячую воду, а также изображения сухого остатка раствора микро- и наночастиц пластика
Laura Hernandez et al. / Environmental Science and Technology, 2019
Ученые показали, что частицы попадают в раствор не из-за разрезания, повторив эксперимент с цельными пакетиками с чаем. По их словам, частицы пластика попадают в раствор именно вследствие разрушения полимера при нагревании, так как в экспериментах с холодной водой исследователи насчитали в 300 раз меньше частиц. Механизм этого процесса еще предстоит изучить: несмотря на то, что изученные материалы пакетиков и считаются пригодными для использования в пищевых продуктах, влияние микрочастиц остается неизвестным.
Поместив чувствительных к токсичным химикатам больших дафний Daphnia magna в такой раствор, авторы обнаружили внутри их организмов частицы микропластика, схожих по размерам с теми, что были в растворе. Более того, у некоторых из дафний в пяти- и пятидесятипроцентных растворах микрочастиц из двух образцов пакетиков на третий день развития обнаружили изменения строения, и траектория движения организмов также зависела от концентрации частиц пластика в растворе.
Влияние раствора частиц пластика на морфологию и поведение Daphnia magna
Laura Hernandez et al. / Environmental Science and Technology, 2019
Исследования токсичности некоторых химических соединений на дафниях уже выявляли аналогичное воздействие на мышей и человека. Авторы нового исследования полагают, что наибольшее влияние микрочастицы пластика могут оказывать на кишечный тракт, а также могут попадать в клетки, вызывая генотоксичность, апоптоз и некроз, что может привести к разрушению тканей, фиброзу или канцерогенезу.
