Пластмасов живот. Микропластмасата в нашите тела

Пластмасата представлява верига от молекули (полимер), която се получава при свързването на малки молекули (мономери), извлечени от петрол или газ. Макропластмасата са големи (над 20 мм) пластмасови отпадъци (например пластмасовите бутилки). Мезопластмасата представлява големи пластмасови частици, които се получават от пелети от необработена пластмаса (без съдържание на рециклирани материали) и обикновено са с размер между 5 и 10 мм.

Микропластмасата са малки частици (под 5 мм), получени при разграждането на макропластмасата. Микроперлите, които също са вид микропластмаса, са малки гранули, част от състава на продуктите за лична хигиена, като паста за зъби и гелове за почистване (ексфолианти/скраб). От прането също се получава микропластмаса, когато синтетичните дрехи отделят малки нишки (микровлакна). Нанопластмасата представлява малки частици от микропластмаса с размер от 0,2 до 2 мм.

Какво точно е микропластмаса?

Микропластмасата е смятана за замърсител на околната среда, защото пластмасата се разгражда между 20 и 500 години в зависимост от състава си и се открива в огромни количества в морската среда. Пластмасовите частици се категоризират като първична и вторична микропластмаса. Първичната се произвежда в сурова форма за целите на пластмасовата индустрия. Тя е под формата на пелети или се преработва, за да се добави към фармацевтични и козметични продукти (микроперли). Първичната микропластмаса се използва и като абразивен компонент за почистване на промишлени машини с въздух под налягане.

Вторичната микропластмаса е резултат от разграждането на по-големи продукти. Отпадъците на плажа допринасят за получаването на микропластмасата, тъй като по-големи пластмасови части се разграждат под влиянието на слънцето и морските вълни. Микровлакната от дрехите попадат в отпадъчната вода и достигат до океана, ако не успеят да се филтрират.

Типовете микропластмаса са: полипропилен (PP), полиетилен (PE), полиетилентерефталат (PET), поливинилхлорид (PVC), полиметилметакрилат (PMMA), полиетилен с висока плътност (HDPE), полиетилен с ниска плътност (LDPE), поливинилацетат (PVA).

Микропластмасата е навсякъде?!

Още преди 20 години учените започват да разсъждават какви са потенциалните рискове, които микропластмасата крие. Първоначално фокусът на изследванията е насочен предимно към рисковете за морския живот. Оттогава е установено, че микропластмаса се открива не само в дълбокия океан, но и в aрктическия сняг и aнтарктическия лед, в миди, трапезна сол, във водата за пиене и бирата. Микропластмасата циркулира и във въздуха или пада заедно с дъжда над планините и градовете. През 2015 г. океанографите установяват, че микропластмасовите частици на повърхността на водните източници по целия свят са между 15 и 51 трилиона.

През 2017 г. австралийски учени съобщават, че зоопланктон, който е изложен на замърсяване с микровлакна, произвежда наполовина по-малко ларви, а възрастните са значително по-малки по размер. Микровлакната не са били погълнати от зоопланктона, но учените са установили, че те възпрепятстват плуването му и водят до деформации. В друго изследване от 2019 г. става ясно, че възрастни индивиди от тихоокеански вид раци (Emerita analoga), които са изложени на замърсяване с микровлакна, живеят по-кратко.

Един от най-сериозните проблеми за океанския свят е натрупаната в седимента микропластмаса, която няма как да се почисти, тъй като не изплува на повърхността. Тези места са известни като „горещи точки“, където нивата на замърсяване са по-сериозни и крият рискове за здравето на рибите и останалите морски обитатели.

Опасности за човешкото здраве

Доказателство, че сме изложени на замърсяване с микропластмаса, откриваме в изследване, установило наличието на микропластмаса в човешки проби от фецес. Микропластмаса се открива и в проби от слюнка на пациенти с различни белодробни заболявания. Тя е установена и в белите дробове на хора, които работят в текстилната индустрия, като съществува връзка с редица респираторни и белодробни заболявания.

Поради етични ограничения, стриктните правила за работа с човешки проби и ограничения брой лабораторни техники изследванията върху влиянието на микро- и нанопластмасата върху човешкото здраве са трудноизпълними. Поради тази причина учените работят с in vitro модели – клетъчни линии с човешки произход. Посредством такива изследвания е установено, че нанопластмасата може да бъде погълната от нашите клетки чрез различни механизми в зависимост от вида на клетката, големината и химичната структура на частиците.

Най-силно изложен на микро- и нанопластмаса е гастроинтестиналният тракт. In vitro изследване с използването на клетки от чревен епител сочи, че в рамките на 4 часа при част от клетките настъпва т.нар. апоптоза (програмирана клетъчна смърт). В in vitro изследване на У Шъдзин и сътрудници от 2020 г. е установено че микропластмасата възпрепятства размножаването на клетките от клетъчната линия Caco-2, съставена от клетки от чревния епител. Но доста фактори не могат да се вземат предвид – pH в червата, наличието на йони, органични вещества и ензими. Освен това изследваният полистирен e модифициран и не е известно да има същите ефекти в немодифицирано състояние.

Редица in vitro изследвания са насочени и към влиянието на микро- и нанопластмасата върху белодробните клетки, клетките на имунната система, нервните клетки, червените кръвни клетки. Въпреки установените клетъчни отговори към пластмасовите частици и цитотоксичността, която предизвикват, тези проучвания са противоречиви, тъй като не могат напълно да пресъздадат всички условия на реалната среда, а именно човешкото тяло.

Други фактори, от които зависят резултатите от тези изследвания, са концентрацията, големината и химичната структура на повърхността на пластмасовите частици. В in vitro условия токсичността на микро- и нанопластмасата се изразява в нарушение на структурата на клетъчната мембрана, предизвикване на оксидативен стрес (излагане на увеличено количество свободни радикали), индуциране на възпалителни процеси, генотоксичност (повреда на ДНК), апоптоза и автофагия (поглъщане на увредени органели, грешно нагънати белтъци от клетъчни структури, наречени автофагозоми), нарушения в енергийната хомеостаза и метаболитни нарушения на клетките.

Въпреки всички известни до момента данни непосредствен риск за човешкото здраве не е установен, но това не значи, че такъв липсва. В световен мащаб хроничните заболявания са отговорни за 71% от смъртността. Хроничното възпаление е предпоставка за развитието на хронични болести, като диабет, сърдечносъдови и респираторни заболявания, а оказва се, микропластмасата във въздуха („пластмасов прах“) може да доведе до възпаление.

Замърсяването с микропластмаса и как се справяме с него

Засега не се справяме особено. Но ограничаването на производството на пластмаса е първата предприета стъпка. Научните изследвания върху влиянието на пластмасата при голям брой живи организми продължават. Кампаниите за рециклиране и правилно изхвърляне на битовите отпадъци не спират.

Интегрираната система за управление на отпадъците, известна като „четирите R“ (reduce, reuse, recycle, recover – намаляване, повторно използване, рециклиране и възстановяване), предлага списък с 10 препоръки към страните, които биха искали да намалят замърсяването с пластмаса:

(1) регулиране на производството и потреблението на пластмаса;
(2) екодизайн;
(3) увеличаване на търсенето на рециклирана пластмаса;
(4) намаляване на употребата на пластмаси;
(5) използване на възобновяема енергия за рециклиране;
(6) увеличена отговорност на производителя по отношение на отпадъците;
(7) подобрения в системите за събиране на отпадъци;
(8) приоритизиране на рециклирането;
(9) използване на биоразградими пластмаси;
(10) подобряване на рециклируемостта на отпадъците от електроника.

Какво лично всеки от нас може да предприеме, за да намали всекидневното излагане на микропластмасово замърсяване? На първо място, се препоръчва да проветряваме редовно помещенията, в които се намираме. Заедно с това е необходимо да почистваме редовно с прахосмукачка и да пречистваме въздуха. По този начин се отстранява прахта, която често съдържа микропластмаса. Добре е да избягваме козметични продукти, съдържащи микроперли, както и дрехи от синтетични материали (акрил и полиестер). Загряването на пластмасови кутии за храна в микровълнова фурна също не е препоръчително, както и излагането на пластмасови бутилки с вода на слънчевите лъчи.

Най-трудната стъпка за разрешаване на този проблем е човечеството да започне да разчита по-малко на пластмасата и по възможност да я замени с алтернативни и по-здравословни продукти.

Заглавно изображение: Микропластмаса в петриева паничка. Източник: sciencedirect.com