Исследование биоразлагаемых микропластиков помогает оценить их влияние на изменение климата и экотоксичность

Ежегодно в окружающую среду попадает, по оценкам, более 20 миллионов тонн пластика, большая часть которого распадается на микропластик, вредный для здоровья людей и дикой природы. Биоразлагаемые и биопластики, изготовленные из органического материала, часто преподносятся как более устойчивые альтернативы, но до сих пор у учёных не было инструментов для оценки воздействия биоразлагаемых пластиков, которые утилизируются неправильно.

Команда исследователей из Центра промышленной экологии Йельской школы окружающей среды разработала метод оценки воздействия на окружающую среду, позволяющий количественно оценить влияние биоразлагаемых микропластиков в природной среде на изменение климата и экотоксичность.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Chemical Engineering, было проведено постдоком Чжэнъинь Пяо, соавторами выступили доцент промышленной экологии и устойчивых систем Юань Яо и докторант Амма Асантева Агей Боакье.

Только 50% биопластиков на самом деле биоразлагаемы, и многие биоразлагаемые варианты производятся из ископаемого топлива. Вне контролируемых условий предприятия по обращению с отходами биоразлагаемые пластики могут оказывать такое же воздействие, как и обычные, включая распад на мелкие проблемные частицы. Хотя они разлагаются быстрее, они также выделяют парниковые газы.

Исследователи модифицировали существующие инструменты, чтобы смоделировать судьбу биоразлагаемых микропластиков в водной среде, создав более динамичный метод, учитывающий колебания выбросов по мере деградации пластика. Они протестировали его на пяти типах биоразлагаемых пластиков, доминирующих на мировом рынке, два из которых были сделаны из нефти, а три — из органического материала.

Исследование показало, что выделение метана (CH₄) при деградации этих микропластиков в природной среде имело больший потенциал глобального потепления, чем поглощение углерода при росте биомассы. Компромисс зависит от скорости разложения и размера микропластика. Переход на более быстро разлагающиеся альтернативы может снизить экотоксичность, но привести к более высоким выбросам парниковых газов. Однако для самых мелких частиц, в миллион раз меньше дюйма, менее биоразлагаемые пластики показали самые высокие выбросы и токсичность.

«Когда инженеры-пластики пытаются разработать пластики, они часто думают, что более высокая биоразлагаемость однозначно лучше. Наши результаты показывают, что это не линейная зависимость», — отметил Юань Яо.

Исследователи надеются, что их работа поможет в разработке устойчивых пластиков и систем управления отходами. Команда сейчас совершенствует модель для проведения глобального анализа.