Микропла́стик — мелкие частицы пластмасс. В научной литературе отсутствует единый стандарт классификации микропластика по размеру, но часто его определяют как частицы размером менее 5 мм. Микропластик образуется в результате механического износа пластиковых изделий при их использовании (например, автомобильных шин, рыболовных сетей, синтетической одежды), а также производится изначально в виде первичных микрогранул.
Большинство микрочастиц попадает в окружающую среду (водные экосистемы и почвы) через сточные воды и поверхностный сток. К 2025 году микропластик был обнаружен практически повсеместно — от арктических льдов до глубоководных отложений в Марианской впадине. По данным ЮНЕП, ежегодно в озёра, реки и моря поступает от 19 до 23 млн тонн пластиковых отходов. Основной вклад в образование микропластика вносят такие источники, как износ шин, синтетической одежды и красок, хотя часть отходов распадается на микрочастицы. Ветер способен переносить пластиковые частицы на десятки и даже сотни километров, распространяя их далеко за пределы мест выбросов. В почвах концентрация микропластика может значительно превышать показатели водных сред и достигать миллионов частиц на килограмм. Влияние микропластика на почвы, куда он может попадать вместе со сточными водами, изучено недостаточно. Исследования указывают на его вредное воздействие на структуру почвы и рост растений, хотя в отдельных случаях возможны нейтральные и даже слабоположительные эффекты — например, стимуляция роста растений при низких концентрациях и определённых типах микропластика.
Микропластик обнаружен в различных тканях и органах человека, включая лёгкие, печень, сердце и мозг. Частицы присутствуют даже в таких продуктах, как бутилированная вода, чай, овощи и фрукты. Согласно докладу Всемирной организации здравоохранения 2022 года, влияние микро- и нанопластика на здоровье человека остаётся недостаточно изученным, а выводы о возможных эффектах носят предположительный характер. В числе потенциальных рисков учёные рассматривают воспалительные процессы, нарушения обмена веществ, а также влияние на репродуктивную и сердечно-сосудистую системы. Исследования показывают, что микропластик способен накапливаться в организмах животных различных видов — от планктона до крупных морских млекопитающих — и проникать в пищевые цепи. Масштабы и характер его воздействия на флору и фауну продолжают изучаться.
Для сокращения загрязнения предлагаются меры на международном уровне: развитие экономики замкнутого цикла, сокращение производства одноразового пластика, улучшение систем очистки сточных вод и законодательные ограничения. На глобальном уровне до сих пор не достигнуто единого соглашения о мерах против пластикового загрязнения.
Обнаружение
С 1950-х годов производство пластика приобрело глобальные масштабы. Уже в конце 1960-х годов начали появляться первые научные и общественные дискуссии о проблеме пластикового загрязнения: на берегах и пляжах стали скапливаться крупные фрагменты пластика, а учёные впервые обнаружили его следы в организмах морских животных. Широкое внимание проблема получила лишь в 1980-х годах, когда стали поступать сообщения о скоплении пластика в удалённых регионах, таких как островные территории Аляски, а также о прямом вреде для дикой природы: животные запутывались в пластиковых отходах, заглатывали их и погибали от истощения или удушья. Первые исследования крупных пластиковых отходов проводились в основном на побережье США и европейских побережьях Атлантики.
Термин «микропластик» впервые был использован в 1968 году для обозначения микроскопических повреждений пластиковых материалов, возникающих в результате механических воздействий. Изначально понятие не имело экологического значения и применялось исключительно в инженерно-техническом контексте, описывая деформации крупных пластиковых деталей.
В 2004 году морской биолог впервые применил термин «микропластик» для описания пластиковых частиц размером около 20 микрометров, собранных на пляжах и береговой линии Плимута в Англии. Его исследование, опубликованное в журнале Science , стало первой значительной научной работой, где пластиковые микрочастицы были выделены как отдельная категория загрязнителей, и положило начало интенсивному изучению этого явления . В 2008 году в США прошла первая научная конференция, посвящённая изучению воздействия микропластика на живые организмы, оценке экологических рисков и возможным мерам по сокращению его распространения. С тех пор термин «микропластик» вошёл в научный оборот, а количество исследований по данной теме продолжает активно расти.
Исследователи прогнозируют, что количество микропластика будет только расти. Как подчёркивает журналист Мэтт Саймон в книге A Poison Like No Other: How Microplastics Corrupted Our Planet and Our Bodies, микропластики уже стали «вездесущим ядом», проникающим во все экосистемы и даже в человеческий организм. Согласно прогнозируемым объёмам пластикового загрязнения в целом — включая макро — и микропластик — объёмы пластикового мусора будут расти как минимум до середины XXI века, особенно в странах с низким и средним уровнем дохода. По базовому сценарию «без изменений» к 2050 году ежегодный объём пластиковых отходов в окружающей среде достигнет 66,1 млн тонн, что, как ожидается, приведёт к увеличению объёмов микропластика вследствие постепенного распада макропластиковых отходов. Согласно исследованию, опубликованному в 2021 году, даже если бы производство пластика полностью прекратилось в тот момент, уже накопившиеся отходы — около 5 миллиардов тонн — продолжали бы распадаться на микрочастицы, которые невозможно удалить или собрать. По оценкам исследователей, на 2023 год глобальные годовые выбросы микропластика в атмосферу составляли порядка 0,324 млн тонн. При ежегодном снижении выбросов микропластика в океан более чем на 5 % можно добиться стабилизации его уровня в поверхностных водах к концу столетия. Даже при таком сокращении общая «нагрузка» микропластика к 2100 году всё равно удвоится по сравнению с уровнями 2026 года. При менее радикальных мерах загрязнение продолжит расти. При сохранении текущих тенденций концентрация микропластика в сельскохозяйственных почвах может достигнуть уровней, уже используемых в лабораторных экспериментах, — до 0,67 % от массы почвы к 2122 году. Особенно быстрое накопление наблюдается в удобряемых почвах.
Классификация Ключевой проблемой в изучении микропластика остаётся отсутствие единой классификации. Термин «микропластик» долгое время применялся без чёткого определения, что затрудняет сопоставление результатов и порождает терминологическую неоднозначность. В научной литературе частицы принято классифицировать по четырём основным признакам: размеру, происхождению, форме и химическому составу. Существующие классификационные схемы охватывают лишь часть физических и химических характеристик микропластика — они ориентированы главным образом на сферические частицы и мало применимы к волокнам, плёнкам и фрагментам. Морфология и состав микрочастиц зависят от среды происхождения: в почве преобладают фрагменты, в водной и воздушной среде — волокна. Различные типы полимеров обладают разной степенью устойчивости и биоразлагаемости. Важным, но редко учитываемым параметром остаётся электрический заряд частиц, влияющий на их поведение в биологических и почвенных системах. Отсутствие унифицированного подхода к учёту этих свойств осложняет оценку потенциальных экологических и токсикологических рисков.
Несмотря на разнообразие форм и источников, микропластик как категория объединяется рядом характерных свойств, связанных с его микроскопическим размером. Такие частицы трудно обнаружить невооружённым глазом; они без труда переносятся ветром и водными потоками, проходят через системы фильтрации и легко попадают в организмы животных. В пищевых цепях микропластик может накапливаться и передаваться от низших звеньев к высшим, достигая даже человека. Кроме того, поверхность микропластика быстро покрывается бактериальной биоплёнкой, способной адсорбировать органические загрязнители, повышая токсичность частиц.
По размеру
Чаще всего микропластик определяется по размеру, хотя верхняя и нижняя границы чётко не установлены. Некоторые авторы трактуют этот термин широко, включая частицы диаметром менее 5 мм, тогда как другие предлагают более узкие критерии — менее 2 мм, 1 мм или даже 500 мкм.
Наиболее распространённым является определение микропластика как пластиковых частиц размером от 1 мкм до 5 мм. Микропластик может иметь неправильную форму, поэтому при классификации учитывается размер хотя бы по одной из осей, что позволяет включать в определение как сферические частицы, так и волокна, плёнки и фрагменты. Верхняя граница в 5 мм обусловлена предельным размером, при котором частицы могут быть поглощены организмами морской биоты. Нижняя граница в 1 мкм обусловлена техническими возможностями аналитических методов, таких как микроспектроскопия, которые не позволяют надёжно обнаруживать и идентифицировать частицы меньшего размера. Это определение используется в нормативных документах различных стран и международных организаций, включая Национальное управление океанических и атмосферных исследований США и Европейский союз . Такая классификация имеет ряд недостатков. В частности, большинство исследований ориентируется исключительно на верхнюю границу в 5 мм, несмотря на то что частицы размером 5 мм и 50 мкм существенно различаются по физико-химическим свойствам, экологической подвижности и токсикологическому воздействию. Химический состав микропластика варьируется в зависимости от его происхождения. Наиболее часто упоминаемыми в полевых и лабораторных исследованиях типами микропластика являются полиэтилен (PE, упоминается в 23 % работ), полистирол (PS, 22 %), полипропилен (PP, 12 %) и полиэстер (PES, 9 %) . Эти материалы широко применяются в упаковке, одноразовой посуде, текстиле, трубах и медицинском оборудовании.
Разнородность в определении размеров и типов микропластика затрудняет сопоставление данных различных исследований. Размер чаще всего определяется по длине максимальной оси, хотя при взаимодействии с организмами важны и такие параметры, как толщина и объём. Альтернативный подход предлагает определять микропластик в диапазоне от 1 мкм до 1 мм, что удобно согласуется с единицами измерения Международной системой единиц.
Для повышения точности ряд учёных предложил ввести дополнительную терминологию, позволяющую разделять пластиковые частицы на подкатегории в зависимости от их размера. В научной литературе существует несколько вариантов классификации пластиковых частиц по размеру, и они могут пересекаться. Например, «мелкий микропластик» (1—100 мкм) и «микропластик в узком смысле» (50—500 мкм) отражают разные подходы. Точно так же «нанопластик» могут определять как <50 мкм или <1 мкм, но чаще всего под ним понимают частицы размером менее 1 мкм.
Нанопластик — частицы, как правило, меньше 1 мкм, примерно в 100 раз меньше диаметра человеческого волоса. Из-за микроскопических размеров он практически не выявляется стандартными методами визуального анализа. Наночастицы обладают высокой реакционной способностью, способны проникать через клеточные мембраны и вызывать воспалительные и оксидативные реакции. Будучи в десятки раз меньше эукариотических клеток, нанопластик может воздействовать на биологические системы на молекулярном и субклеточном уровнях. Его присутствие уже зафиксировано в плаценте, крови, лёгких и грудном молоке человека . Исследования нанопластика осложняются техническими трудностями в его идентификации и анализе в биологических образцах. Это связано с его особыми свойствами — он очень мелкий и подвижный, имеет большую поверхность относительно массы, а также может выделять в окружающую среду химические вещества, добавленные в пластик при производстве. Поэтому нанопластик всё чаще рассматривают как особый тип загрязнителя, который требует отдельного подхода к изучению и контролю.