Микропластик присутствует в питьевой воде, в бутилированной воде, в дожде и в воздухе. Доказательства воздействия теперь являются надежными. Доказательства вреда при концентрациях, обнаруженных в питьевой воде, таковыми не являются, и любой, кто говорит иначе, заполняет пробел в данных выводом. Эта статья излагает то, что установлено, что еще открыто и что вы можете разумно сделать.
Table of Contents
Что такое микропластик
Микропластик — это пластиковые частицы размером менее 5 мм. Нанопластик обычно определяется как частицы размером менее 1 мкм (1,000 нм).
Первичный микропластик производится в таком размере — косметические микрогранулы, промышленные абразивы, гранулы для производства пластика, некоторые фармацевтические носители.
Вторичный микропластик возникает в результате разрушения более крупных предметов: износ шин, синтетические волокна текстиля, фрагментация бутылок и упаковки, рыболовные снасти.
Категории размеров в общем использовании:
- Макропластик: более 5 мм
- Крупный микропластик: 1–5 мм
- Малый микропластик: 1 мкм – 1 мм (разделяется для целей отчетности)
- Нанопластик: менее 1 мкм
Это различие имеет значение, потому что методы отбора и анализа различаются в зависимости от диапазона размеров, и большинство рутинного мониторинга вообще не фиксирует нанопластик. Исследования, сообщающие о «микропластике» в воде, обычно сообщают о частицах размером более примерно 10–20 мкм, потому что именно это стандартный инструмент (FTIR-имиджирование) может идентифицировать. Это единственное наиболее важное предостережение при сравнении сообщаемых концентраций: методы с различными нижними пределами размеров производят числа, которые отличаются на порядки величины.
Как они попадают в воду
Сточные воды — основной путь. Синтетические текстили сбрасывают волокна в каждом стирке. Исследования отдельных предметов одежды сообщали о цифрах от нескольких сотен до нескольких сотен тысяч волокон, выбрасываемых за одну стирку, в зависимости от типа ткани, моющего средства, температуры, типа машины и использования фильтра или мешка для стирки. Эти волокна попадают в канализацию, а очистное сооружение — это барьер, который должен их поймать.
Обычная очистка сточных вод удаляет большинство микропластиков по массе, особенно когда присутствует третичная фильтрация или мембранный этап. Эффективность удаления, сообщаемая в литературе, обычно очень высока для более крупных фракций, которые текущие методы могут измерить, с остаточной фракцией, сбрасываемой в приемную воду. Неприятная часть заключается в том, что цифры удаления ухудшаются по мере уменьшения размера частиц, и наименьшая фракция как раз наименее измеряемая и наиболее вероятная для преодоления биологических барьеров.
Источники питьевой воды затем получают эту остаточную нагрузку, наряду с атмосферным осаждением и стоком.
Эффективность очистки по размеру частиц
Что можно с уверенностью сказать о очистке питьевой воды:
- Коагуляция, флокуляция и осаждение эффективно удаляют большую часть крупных частиц; эффективность снижается по мере уменьшения размера частиц, а частицы низкой плотности, имеющие форму волокон, ведут себя иначе, чем минеральные частицы того же размера.
- Гранулярные фильтры и песчаная фильтрация эффективны для частиц размером в десятки микрометров и выше, и гораздо менее эффективны для частиц меньшего размера.
- Мембранная фильтрация — надежный барьер: MF и UF удаляют практически все частицы выше их порового размера, а RO удаляет практически все в диапазоне частиц. Вот почему мембранные установки для питьевой воды сообщают о наименьших концентрациях микропластика в продуктовой воде.
- Хлорирование не удаляет частицы; это также напоминание о том, что зрелая распределительная система вносит свои собственные пластиковые отходы.
Практическое заключение для водоснабжающей компании заключается не в том, что обычные установки терпят неудачу, а в том, что эффективность барьера зависит от размера и что программы мониторинга описывают конкретное окно размеров.
Что показывают данные о воздействии
- Водопроводная вода: широко цитируемое исследование 2017 года (Orb Media, с исследователями из Университета Миннесоты и SUNY) обнаружило пластиковые волокна в большинстве образцов водопроводной воды, протестированных по всему миру, включая около 94% образцов из Соединенных Штатов. Это исследование использовало методы того времени; более поздние работы в отдельных странах обнаружили разные уровни, как правило, с лучшими аналитическими методами и различными пределами обнаружения.
- Бутилированная вода: исследование 2024 года, опубликованное в PNAS, применило лазерное имиджирование к бутилированной воде и сообщило о среднем количестве частиц в десятках тысяч на литр, при этом большая часть в диапазоне нанопластика. Как и во всех исследованиях подсчета, число сильно зависит от нижнего размера и требований к идентификации полимера.
- Оценки потребления: часто цитируемая «пять граммов в неделю, эквивалент кредитной карты» происходит из обзора, заказанного WWF в 2019 году (Университет НовойCASTLE), который агрегировал пути через пищу, воду и воздух. Оценки от различных групп варьируются колоссально — более чем на порядок величины — потому что они зависят от пределов размера частиц, методов обнаружения и предположений о пище. Рассматривайте сравнение с кредитной картой как коммуникацию, а не как измерение.
- Человеческие ткани: исследование 2022 года в журнале Environment International обнаружило пластиковые частицы в крови большинства из небольшого числа протестированных доноров (17 из 22), а исследование 2021 года сообщило о микропластиках в плацентарной ткани из очень маленькой выборки. Эти результаты важны тем, что показывают, что частицы не ограничиваются только кишечником, но размеры выборки крошечные, а методы идентификации ограничены. Это указатели для исследований, а не оценки риска.
Что показывает и не показывает медицинская информация
Позиция ВОЗ (Микропластик в питьевой воде, 2019) является наиболее сбалансированным резюме: исходя из имеющихся на сегодняшний день данных, риски для здоровья человека от микропластиков в питьевой воде, похоже, низки при текущих концентрациях, но данных недостаточно для окончательной оценки риска, и основная рекомендация заключалась в том, чтобы сначала решить более крупные, хорошо установленные проблемы качества воды.
Механизмы, находящиеся под исследованием:
- Физические эффекты: воспаление, вызванное частицами, на поверхностях тканей; вопрос о том, могут ли частицы размером менее примерно 10 мкм пересекать кишечный эпителий у людей, все еще изучается.
- Химическое вымывание: пластики содержат добавки, и сами частицы могут переносить адсорбированные загрязнители. Ключевой вопрос — доза — масса, переданная от частиц, проглоченных с питьевой водой, очень мала по сравнению с другими путями воздействия, а перенос добавок от материалов, контактирующих с пищей, является отдельной и лучше охарактеризованной проблемой.
- Микробная колонизация: пластики предоставляют поверхности для формирования биопленок, включая потенциально патогенные. Является ли это значимым путем передачи в питьевой воде, остается открытым вопросом и не то же самое, что гораздо лучше установленная роль биопленки в сантехнике в целом.
- Иммунные и развивающиеся эффекты: изучались на животных и клеточных моделях с смешанными результатами; экстраполяция на воздействие питьевой воды у человека не является простой.
Два основных момента стоит держать в уме. Наночастицы, усваиваемые организмом, выводятся теми же механизмами, что и другие частицы, а токсикологическая литература о инженерных наночастицах является большой частью оснований для беспокойства. И путь воздействия с наибольшей неопределенностью — это не вода, которая покидает очистное сооружение, а бутылки и трубы, через которые она проходит позже.
Что датчики могут и не могут вам сказать
Мутность реагирует на взвешенные частицы и является самым дешевым доступным методом скрининга. Она не может отличить пластик от минеральных или органических частиц, а нанопластик почти не вносит в нее вклад. На самом деле мутность хорошо подходит для обнаружения событий — шторма, изменения сырой воды, сбоев в очистке — которые несут повышенные нагрузки частиц, и для инициирования отбора проб.
Счетчики частиц дают распределение по размеру и могут быть использованы для отслеживания изменений в нагрузке частиц. Они полезны для мониторинга эффективности фильтрации и не полезны для идентификации пластиков.
Идентификация требует лабораторных методов:
- FTIR-микроскопия (включая имиджирование) является основной: она идентифицирует тип полимера частицу за частицей, с практическим нижним пределом размера, обычно около 10–20 мкм для рутинного имиджирования.
- Раманская микроскопия достигает меньших частиц (приближаясь к 1 мкм в благоприятных случаях) ценой более длительного времени анализа и большей чувствительности к флуоресцентным помехам.
- Пиролиз GC/MS дает результат на основе массы, а не подсчета частиц, что является действительно другим измерением и не сопоставимо с исследованиями подсчета.
Обработка образцов — фильтрация, переваривание органических веществ, контроль загрязнения от одежды и лабораторных пластиков — определяет результат так же, как и инструмент. Сравнение между исследованиями затруднено именно по этой причине, и любой поставщик, предлагающий «измерение микропластика» с помощью датчика мутности, должен рассматриваться как предлагающий индикатор скрининга, а не измерение.
Позиция ChiMay по этому вопросу честная: мониторинг мутности и частиц в реальном времени предоставляет обнаружение событий и базовые данные, которые сообщают коммунальному предприятию, когда отправить образец на лабораторный анализ. Они не количественно измеряют микропластик, и ни один оптический датчик на рынке этого не делает.
Снижение воздействия
Для домохозяйства варианты в порядке убывания эффективности:
- Системы обратного осмоса на месте использования удаляют практически все частицы в диапазоне микропластика; это самый эффективный вариант для потребителей, но с затратами на отбрасывание воды и обслуживание.
- Керамические или плотные микрофильтрационные картриджи удаляют большинство частиц выше их порового размера и эффективны для исследуемого диапазона размеров.
- Фильтры с активированным углем уменьшают количество микропластиков и в первую очередь предназначены для удаления вкуса, запаха и хлора; их удаление частиц зависит от среды и герметичности корпуса, а не от самого угля.
- Стеклянные и нержавеющие контейнеры, а также избегание разогрева пищи в пластике, уменьшают воздействие от источников, контактирующих с пищей, которые полностью вне водной системы.
- Практика стирки (полные загрузки, более низкие температуры, фильтр для волокон или мешок для стирки, стиральные машины с фронтальной загрузкой) снижает нагрузку, которую системе сточных вод необходимо обрабатывать — мера с наибольшим эффектом у источника.
Подводя итоги
Установленные факты заключаются в том, что микропластики присутствуют в питьевой воде, что очистка удаляет большинство крупных частиц, но зависит от размера, и что частицы наноразмера в основном не измеряются в рутинном мониторинге. Открытые вопросы заключаются в том, вызывают ли концентрации, присутствующие в питьевой воде, вред, и при каком размере частиц, типе полимера и дозе это будет иметь значение. Оценка ВОЗ — низкий очевидный риск с значительными пробелами в данных — остается лучшим резюме доказательств.
Для коммунальных служб это аргументирует необходимость измерения того, что можно хорошо измерить: непрерывные данные о мутности и частицах, с лабораторной идентификацией, используемой там, где результат должен быть защищен. Для всех остальных практические меры — это снижение источника и фильтр, который действительно удаляет частицы, в таком порядке.
