Встреча объединила специалистов из самых разных областей знаний для выполнения решений ООН и выработки позиции России по резолюции № 5/14 о необходимости предотвращения загрязнения пластмассами. Во встреча участвовали специалисты из России, Норвегии и Италии: химики, физики, биологи, почвоведы, медики, океанологи, гидрогеологи, гидрологи. По словам заведующей лабораторией гидрологии Института географии РАН Екатерины Кашутиной, идентификация и оценка загрязнения микропластиком может стать новым направлением в рамках приоритетных для Института географии РАН исследований антропогенного воздействия на окружающую среду.
2 марта 2022 года была принята Резолюция Ассамблеи Организации Объединенных Наций по окружающей среде (UNEP) № 5/14 о необходимости предотвращения загрязнения пластмассами и заключения международного договора в данной области, имеющего обязательную юридическую силу. Для выполнения решений ООН и для выработки позиции России в Великом Новгороде состоялась первая Всероссийская конференция «Микропластик в науке о полимерах». Организаторами конференции выступили Отделение химии и наук о материалах РАН, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого, Федеральная служба по надзору в сфере природопользования.
Как отмечалось организаторами встречи, проблема микропластика является одной из наиболее серьезных «отложенных» экологических проблем 21 века. За последние несколько десятилетий полимеры прочно заняли лидирующую позицию в экономике, и сегодня человечество не может без них обойтись. Многие изделия, которые раньше производили из традиционных материалов – стекла, металла, дерева, кожи, волокон растительного или животного происхождения, – теперь изготавливают из синтетических полимеров или композитов на их основе, преимущества которых обусловлены их низкой стоимостью и широким спектром полезных свойств, в том числе химической инертностью и легкостью. Ежегодное мировое производство полимеров к сегодняшнему времени выросло примерно в 200 раз с начала их массового производства (около 2 млн т в 1950 г.). За это время население Земли выросло с 2.5 млрд человек в 1950 г. до 8 млрд в 2023 г. Дальнейшее увеличение численности населения будет сопровождаться неминуемым ростом объемы производимой полимерной продукции.
Простое исключение пластиков из жизни человечества сейчас уже маловероятно, актуальным становится необходимость решения проблем сбора, переработки, утилизации и вторичного использования пластиков. При этом низкий уровень экологического образования, недостаточная инфраструктура по сбору и переработке полимерных отходов приводит к увеличению накопления использованного пластика в окружающей среде. При длительном разложении под действием солнечного света, процессов механического истирания, нагрева, замерзания и оттаивания, воздействия биоты и в результате разнообразных химических реакций пластики превращаются в огромное количество микроскопических частиц. Исследователи находят микропластик во всех средах и организмах, его частицы обнаружены в Антарктиде, в стакане чая при заваривании обычного чайного пакетика и в женском грудном молоке.
До сих пор нет однозначного мнения о вреде для человека и в целом для земной биоты микро- (частицы менее 5 мм), субмикро- (от 100 нм до 1 мкм) и наночастиц (менее 100 нм) пластика. Судя по всему, такие распространенные пластики, как полиэтилен и полипропилен, сами по себе достаточно безвредны. Однако присадки, добавляемые производителями в пластики в целях улучшения их эксплуатационных свойств и являющиеся секретными для общества и контролирующих органов «ноу-хау», могут нести серьезный вред окружающей среде. И самое главное – частицы пластика являются адсорбентами и переносчиками химического и бактериального загрязнения. При этом чем меньше и легче частицы-переносчики, тем меньше вероятность их осаждения в потоках воздуха и воды. Наночастицы и субмикрочастицы способны мигрировать на значительные расстояния, что представляет угрозу, например, для водной биоты, питающейся взвесью. После поглощения микроорганизмами загрязнения попадают в пищевые цепочки. При этом, поскольку физико-химические условия среды внутри живых организмов значительно отличаются от условий окружающей среды, сорбированные или входящие в состав микропластиков загрязнения могут выделяться из частиц и накапливаться в живых тканях, а сами частицы микропластика могут также накапливаться или выводиться во внешнюю среду и продолжать миграцию. Традиционные методы очистки среды не всегда способны справиться с этим видом загрязнения. Микро- и наночастицы за счет своих размеров могут преодолевать фильтры очистных сооружений.
На сегодняшний день наука находится на стадии накопления знаний в области изучения микропластика. Ученые не знают доподлинно, сколько всего и какого пластика содержится в разных природных средах. Пока нет ни единых методик отбора проб загрязненной среды, ни согласованных методов анализа и постановки экспериментов. Биологи, океанологи, экологи, химики и физики применяют совершенно разные подходы в исследованиях. Существует огромный разрыв в методах и объектах исследований между «лабораторными» химиками, физиками и биологами и исследователях реальной окружающей среды. Первые часто проводят эксперименты в идеальных лабораторных условиях на искусственно смоделированных объектах, иногда даже просто на математических моделях. Зачастую в экспериментах задаются невозможные для реальных объектов условия среды. Например, при оценках влияния микропластика на биоту задаются очень высокие концентрации частиц микропластика, намного превышающие фиксировавшиеся в окружающей среде. В условиях искусственного эксперимента исследователи знают, что искать, какие вещества и с какими характеристиками присутствуют в пробах. Часто этим исследователям проще изучать синтезированные наночастицы с хорошо известными параметрами. При этом чем крупнее искусственно синтезированная частица, тем сложнее для производителей обеспечить ее физико-химические свойства и тем меньше исследователи знают о ее поведении.
В реальных природных условиях у исследователей проблема совершенно противоположная. Легко выделить из окружающей среды крупные частицы микропластика, особенно визуально различимые. А мелкие частицы размерностью менее 100 мкм и особенно менее 1 мкм и переносимые ими загрязнения выделить и определить чрезвычайно трудоемко. Требуется обработка огромных масс воздуха, воды и почвы для выделения достаточного для анализа количества микропластика. На сегодняшний день исследователи окружающей среды в основном выделяют и характеризуют достаточно крупные частицы микропластика размером более 100 мкм. При этом граница определения связана с размером ячеек использующихся в пробоотборниках фильтрах, материалом фильтров. Есть различия и в конструкции пробоотборников, и в способах отбора проб. При пробоподготовке используются различные реактивы, иногда приводящие к деструкции или комплексированию анализируемых веществ. Различны применяемые для анализа приборы. Кроме того, многие исследователи ограничиваются просто констатацией факта присутствия пластика в той или иной среде, не оценивая его массу и то, какие загрязнения с ним связаны, что затрудняет оценку серьезности проблемы.
Разные неунифицированные способы отбора и обработки проб окружающей среды, используемые разными группами исследователей, приводят к несопоставимости результатов. Решение сложнейшей задачи оценки влияния микропластика на человека и биоту может быть найдено только при тесном взаимодействии ученых разных специальностей, в комплексных мультидисциплинарных исследованиях, для разработки стандартизированных методик изучения проблемы микропластика.
По итогам конференции было принято решение поддержать создание Секции по микропластику Научного совета РАН по Глобальным экологическим проблемам. Руководитель секции - чл.-корр. РАН, д.ф.-м.н. С.В. Люлин, Институт высокомолекулярных соединений РАН, г. Санкт-Петербург. В Совет вошли академик РАН А.Р. Хохлов (МГУ, физфак); член-корр. РАН А.А. Ярославов (МГУ, химфак); д.г.н., директор Института исследований континентальных водных объектов РГГМУ Ш. Р Поздняков, к.т.н., зам. руководителя Федеральной службы по надзору в сфере природопользования Т.А. Кузнецова и другие известные ученые в области полимерных материалов, биологии и исследований окружающей среды.
Конференцией разработана Декларация ученых о текущих подходах к пластикам и материалам, их содержащим, с учетом всех этапов жизненного цикла, которую может подписать любой научный работник, ее поддерживающий.
Со стороны Института географии на конференции в качестве слушателей присутствовали Н.С. Мергелов, отдел географии и эволюции почв, и Е.А. Кашутина, лаб. гидрологии.
«Для нас конференция стала прекрасной научной школой, позволяющей получить всеобъемлющую картину современного состояния проблемы, определить цели и задачи возможных исследований. Идентификация и оценка загрязнения микропластиком может стать новым направлением в рамках приоритетных для Института географии РАН исследований антропогенного воздействия на окружающую среду. Имеющееся у Института современное оборудование, в том числе полученное по программе замены приборной базы, даст возможность решения различных задач, связанных с микропластиком, в том числе в кооперации со специалистами из других организаций», – отмечает Екатерина Кашутина.
В конференции приняли участие специалисты из России, Норвегии и Италии: химики, физики, биологи, почвоведы, медики, океанологи, гидрогеологи, гидрологи. Были заслушаны доклады ученых из МГУ им. М.В. Ломоносова, Санкт-Петербургского государственного университета, Томского государственного университета, Российского государственного гидрометеорологического университета, Института Арктики и Антарктики, Российского научного центра хирургии имени академика Б.В. Петровского, Москва, Государственного научно-исследовательского института промышленной экологии, Москва, Уральского государственного горного университета, институтов РАН: Института океанологии им. Ширшова, Москва-Калининград, Института высокомолекулярных соединений, Санкт-Петербург, Новосибирского института органической химии РАН, Новосибирск, Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, Москва, Института физики металлов УрО РАН, Екатеринбург, Южного научного центра РАН, Ростов-на-Дону, Института биологии Южных морей, Севастополь; Норвежского института водных исследований, Университета Терни, Италия, представителей органов власти, Росприроднадзора, промышленности (Сибур), поставщиков лабораторного оборудования и других.
