Полимеры в воздухе

Национальное бюро экономических исследований США (NBER) опубликовало результаты первого глобального исследования «Морской микропластик и здоровье младенцев». Оно основано на данных 3 млн новорожденных в прибрежных районах 15 стран на 4 континентах, к которым авторы исследования применили новый способ измерения концентрации морского микропластика с помощью дистанционного зондирования. В результате ими впервые представлена эмпирическая связь между внутриутробным воздействием микропластика и неблагоприятными последствиями родов.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Причина, данные, следствие

Общеизвестно, что большинство пластиков не разлагаются, как органические материалы, а фрагментируются, распадаясь со временем на все более мелкие части — микропластик, который может сохраняться в окружающей среде неограниченное время. Технологии компостирования и переработки пластиковых отходов в мире пока не отработаны, поэтому 80% отходов попадают на свалки или в природную среду, в результате чего от 4,8 млн до 12,7 млн метрических тонн пластика попадают в реки и океаны, отмечается в исследовании. При благоприятных условиях окружающей среды крошечные частицы могут стать аэрозолями и оказаться в воздухе, которым мы дышим.

Десятилетия исследований позволили накопить значительный объем знаний об источниках выбросов морского микропластика, о его присутствии в окружающей среде, рисках влияния на человека и другие организмы. Но прямые доказательства воздействия на здоровье человека и такие данные до сих пор практически отсутствовали. Исследователи NBER впервые провели соответствующую глобальную оценку и выявили цепочку причинно-следственного воздействия микропластика на здоровье младенцев с целью решить три проблемы.

Первая — скудность измерений загрязнения морской среды микропластиком на фоне того, что большинство имеющихся наборов данных — кросс-секционные. Для ее решения они использовали новый метод дистанционного зондирования на основе космического радара, который позволяет обнаружить присутствие микропластика на поверхности океана. Результаты измерений, полученных этим методом, хорошо коррелируют с данными, полученными из проб на месте, и обеспечивает лонгитюдное исследование микропластика с высокой временной частотой, что очень важно для анализа состояния здоровья, требующего измерения индивидуальных различий в воздействии.

Вторая проблема: концентрация микропластика в конкретном месте может коррелировать с различными экологическими и экономическими факторами, такими как температура воздуха или качество воды, которые независимо влияют на состояние здоровья. Исследователи разработали океанографическую модель, которая использует ежедневные изменения движения океанических течений для прогнозирования того, как микропластик из открытого моря может попасть в прибрежные районы. Этот метод помогает выделить те части воздействия микропластика на прибрежные районы, которые являются квазислучайными — те, которые, вероятно, не зависят ни от одного из прибрежных местных факторов, что позволяет выделить причинное воздействие микропластика.

Третье: выявление последствий воздействия микропластика на здоровье может быть непростой задачей из-за сложности воздействия окружающей среды на человека и отложенной потенциальной реакции на здоровье. Авторы исследования сосредоточились на здоровье младенцев, поскольку во время беременности матери, как правило, ведут неподвижный образ жизни, что позволяет точнее измерить воздействие. В отличие от взрослых, у младенцев нет длинной и сложной истории воздействия окружающей среды, что делает эконометрическое моделирование последствий для здоровья и экологических рисков, таких как внутриутробное воздействие микропластика, относительно простым.

Данные о весе при рождении на индивидуальном уровне собраны из нескольких источников, включая Демографический и медицинский обзор развивающихся стран, а всего записи о 3 млн рождений в 15 странах, охватывающих береговые линии 4 континентов, включая Бразилию, Мексику и США. Большой объем выборки и широкий географический охват гарантируют, что эти оценки статистически надежны и репрезентативны для многих регионов мира, убеждены авторы исследования. В качестве основного показателя здоровья младенцев использованы случаи низкой массы тела при рождении (менее 2,5 кг) — основной показатель здоровья младенцев, который был связан со стрессовыми факторами окружающей среды.

Внутриутробное воздействие микропластика значительно увеличивает вероятность низкого веса при рождении у матерей, которые жили в пределах 200 км от береговой линии, доказывают результаты исследования. Каждое удвоение концентрации микропластика во время беременности увеличивает частоту таких случаев на 0,37 на 1 тыс. рождений. Этот эффект наиболее выражен при воздействии во втором и третьем триместрах.

В рамках плацебо-проверок исследователи показали, что применение той же эконометрической модели не фиксирует влияния микропластика на здоровье в предзачаточном и послеродовом периодах. Такой эффект статистически значим: вариативность микропластиков объясняет около 2% всех случаев низкого веса при рождении. В зависимости от региона эта доля варьируется от 1,2% в США до более 8% в некоторых развивающихся странах Африки и Южной Азии. Линейная экстраполяция этих оценок показывает, что ежегодно около 205,8 тыс. таких случаев в прибрежных районах мира могут быть связаны с воздействием микропластика.

Потенциальные механизмы воздействия

Исследователи выделяют два основных возможных пути воздействия микропластика: водный и воздушный. Один происходит из интуитивно понятных каналов — накопление микропластика в воде и его потребление через загрязненные морепродукты. Для оценки доступности морепродуктов использованы два источника данных: данные со сканеров розничных продаж в США и глобальные данные слежения за рыболовными судами. Но анализ этих данных не выявил статистически значимого подтверждения того, что высокий доступ к морепродуктам коррелирует с более выраженным негативным влиянием на здоровье.

Иначе обстоит дело с воздушным путем воздействия. Как известно, пластиковые отходы разлагаются на частицы, которые могут становиться аэрозолями. Данные исследования показывают четкую закономерность: изменения уровня микропластика независимыми спутниковыми инструментами предсказывают концентрацию аэрозольного загрязнения воздуха в прибрежных районах. Эта связь усиливается при росте испарения в прибрежных зонах. Учитывая, что мелкодисперсные частицы способны проникать в разные органы через дыхательную систему, а также подтвержденное влияние внутриутробного воздействия частиц на низкий вес при рождении, данные указывают на аэрозольный путь как на потенциально важный механизм воздействия микропластика на здоровье младенцев.

«Насколько нам известно, это исследование впервые устанавливает прямую связь между фоновым воздействием микропластика и последствиями для здоровья человека на основе масштабных данных. Наши выводы подтверждают десятилетия междисциплинарных исследований, предупреждающих о возможных рисках воздействия микропластика, в частности значимость процесса аэрозолизации микропластика»,— отмечают авторы доклада.

Обнаруженная аэрозолизация микропластика выявляет новый, повсеместный источник воздушного загрязнения мелкодисперсными частицами (РМ) и поднимает важные вопросы о его масштабных последствиях. Научно доказано, что загрязнение воздуха PM связано с ухудшением здоровья сердечно-сосудистой, дыхательной и нервной систем, что стало основанием для нормирования выбросов PM во всем мире. Однако ранее исследования в этой области связывали загрязнение PM с прямыми выбросами или их образованием в результате горения и сжигания топлива. Исследование NBER впервые идентифицирует микропластик как дополнительный источник атмосферного PM, происходящий из отходов. Учитывая широкий спектр последствий и социальные издержки, связанные с этим явлением, крайне необходимы дальнейшие исследования, настаивают ученые.

Глобальные последствия, регулирование и экономика

С политической точки зрения обнаруженные результаты исследования подчеркивают глобальный характер проблемы микропластикового загрязнения. Частицы микропластика перемещаются на большие расстояния: анализ океанических течений показывает, что изменчивость микропластикового загрязнения в прибрежных районах объясняется условиями, сложившимися в сотнях километров в открытом море, на которые, в свою очередь, влияют источники выбросов, находящиеся еще дальше.

С точки зрения здоровья негативные последствия микропластика оказываются гораздо более масштабными, чем считалось ранее. Причем тот факт, что низкий вес при рождении связан не с потреблением морепродуктов, а с атмосферным загрязнением, говорит о том, что воздействие микропластика на население носит менее избирательный характер, чем предполагалось. Микронные частицы трудно отфильтровать, и они легко проникают в помещения, снижая эффективность стандартных мер защиты.

Результаты исследования подчеркивают взаимосвязанность глобальной проблемы загрязнения пластиками: выбросы в одном регионе сказываются на отдаленных территориях. Это свидетельствует о важности международных программ по управлению и сокращению пластиковых отходов. В настоящий момент недооцениваются потенциальные выгоды таких инициатив, хотя их масштабное внедрение может принести огромные преимущества.

Экономика трансграничного загрязнения изучалась в контексте загрязнения воздуха и пресных вод. Загрязняющие вещества, распространяемые ветром и водными потоками, позволяют загрязнителям выбирать время и место выбросов, осложняя экологическое регулирование. В исследовании также предложена концепция анализа трансграничного океанического загрязнения, которое до сих пор остается в значительной степени нерегулируемым, за исключением некоторых экономических секторов, таких как рыболовные зоны и морской транспорт.

Сергей Иванов