Микрочастицы пластика могут усиливать поглощение загрязняющих веществ растениями и клетками кишечника
Микро- и наноразмерные частицы пластика в почве и воде могут значительно увеличить поглощение токсичных химических веществ растениями и клетками кишечника человека, согласно двум новым исследованиям Rutgers Health, которые вызывают новую тревогу о безопасности пищевых продуктов из-за пластикового загрязнения.
Первое исследование, опубликованное в журнале NanoImpact, показало, что салат-латук, подвергшийся воздействию как наноразмерных частиц пластика, так и обычных загрязнителей окружающей среды, таких как мышьяк, поглощал значительно больше токсичных веществ, чем растения, подвергшиеся воздействию только загрязнителей. Это подтверждает риски полизагрязнения нашей пищевой цепи. Сопутствующее исследование в журнале Microplastics показало аналогичные эффекты в ткани человеческого кишечника.
Комбинация этих исследований позволяет предположить, что микро- и нанопластики, являющиеся продуктом фрагментации пластика в окружающей среде с течением времени, могут создавать опасный цикл загрязнения. Они заставляют растения поглощать больше токсичных химических веществ, которые мы затем можем съесть, одновременно повышая вероятность поглощения нашим организмом как этих токсинов, так и самих пластиков, увеличивая риски заболеваний, особенно для уязвимых групп населения.
«Мы уже выбросили в окружающую среду около 7 миллиардов метрических тонн пластика, который продолжает распадаться», — сказал Филип Демокриту, директор Центра нанонауки и передовых материалов Института наук об окружающей среде и гигиене труда Университета Рутгерса и старший автор обоих исследований. — «Они загрязняют все вокруг нас — воду, которую мы пьем, пищу, которую мы едим, воздух, которым мы дышим».
Используя клеточную модель тонкого кишечника человека в сочетании с лабораторным желудочно-кишечным аппаратом, имитирующим пищеварительную систему, исследователи обнаружили, что наноразмерные частицы пластика увеличивали поглощение мышьяка почти в шесть раз по сравнению с воздействием одного только мышьяка. Такой же эффект наблюдался с боскалидом, широко используемым пестицидом. В работе участвовали ученые из Рутгерса, Сельскохозяйственной опытной станции Коннектикута (CAES) и Технологического института Нью-Джерси (NJIT).
Более того, эта взаимосвязь работала в обоих направлениях: присутствие этих загрязнителей окружающей среды также значительно увеличивало количество пластика, поглощаемого тканью кишечника — поглощение пластика примерно удваивалось при наличии токсинов.
«Мы знаем, что наноразмерные материалы могут обходить биологические барьеры», — отметил Демокриту. — «Чем меньше частицы, тем больше они могут обходить биологические барьеры в нашем теле, которые защищают нас».
В другом исследовании ученые подвергали растения салата воздействию частиц полистирола двух размеров — 20 нанометров и 1000 нанометров — вместе с мышьяком и боскалидом. Они обнаружили, что более мелкие частицы оказывали наибольшее влияние, увеличивая поглощение мышьяка съедобными тканями растений почти в три раза по сравнению с растениями, подвергшимися воздействию только мышьяка.
Эффекты наблюдались как в гидропонных системах, так и в более реалистичных почвенных условиях. Используя передовые методы визуализации и анализа, исследователи показали, что сами частицы пластика также накапливаются в тканях растений, причем более мелкие частицы с большей вероятностью перемещаются из корней в побеги.
«Даже если мы прекратим сегодня производить или использовать пластик, у нас, к сожалению, уже много пластиковых отходов», — подчеркнул Демокриту.
Исследование было частью более крупного проекта, изучающего проблемы безопасности пищевых продуктов, связанные с микро- и нанопластиками. Ученые заявили, что необходимо больше исследований, чтобы понять долгосрочные последствия и разработать возможные решения.
«Нам нужно придерживаться иерархии обращения с отходами "трех R" — сокращать использование пластика, повторно использовать, перерабатывать», — сказал Демокриту. — «Для областей, где нельзя применить эти три R, например, в сельском хозяйстве, где так много пластика используется для борьбы с сорняками и других целей, следует использовать биоразлагаемые пластмассы».
Исследователи разрабатывают новые биоразлагаемые материалы, которые могут заменить обычные пластики, а также методы для лучшего обнаружения и измерения частиц пластика в пище и воде. Однако они отметили, что предотвращение дальнейшего загрязнения должно быть приоритетом.