В поч­вах пол­но мик­ро­пла­сти­ка. Кро­шеч­ные части­цы син­те­ти­че­ских мате­ри­а­лов сни­жа­ют спо­соб­ность к про­рас­та­нию куль­тур­ных рас­те­ний и трав. Резуль­та­ты иссле­до­ва­ний на рай­гра­се под­твер­ди­ли это.

Ответственное землепользование

Микро­пла­стик встре­ча­ет­ся повсе­мест­но, от глу­бин Миро­во­го оке­а­на до вер­ши­ны Эве­ре­ста. При­сут­ству­ет он и в поч­вах сель­хоз­уго­дий. Такое поло­же­ние дел при­влек­ло к себе вни­ма­ние обще­ствен­но­сти. По акту­аль­ным оцен­кам, общие объ­е­мы мик­ро­пла­сти­ка в поч­вах во мно­го раз пре­вы­ша­ют его при­сут­ствие в Миро­вом оке­ане. А так как сами поч­вен­ные ресур­сы и их потен­ци­ал огра­ни­че­ны, важ­но пони­мать, насколь­ко мик­ро­пла­стик спо­со­бен повли­ять на систе­му «рас­те­ние – поч­ва». Иссле­до­ва­ния пове­де­ния этих частиц в поч­ве и их послед­ствий для фло­ры, фау­ны и в конеч­ном ито­ге для здо­ро­вья чело­ве­ка еще про­дол­жа­ют­ся. Росток­ский уни­вер­си­тет изу­ча­ет вли­я­ние раз­лич­ных видов и кон­цен­тра­ций частиц мик­ро­пла­сти­ка на про­цесс раз­ви­тия тех­ни­че­ских куль­тур. Пер­вые резуль­та­ты иссле­до­ва­ний под­твер­ди­ли нега­тив­ное воз­дей­ствие на каче­ство про­рас­та­ния растений.

Откуда берется микропластик

Преж­де все­го для пони­ма­ния пояс­ним: мик­ро­пла­стик – это не мусор на полях, а поли­мер­ные части­цы диа­мет­ром менее 5 мм. Ими могут быть волок­на или части­цы на неф­тя­ной или био­ос­но­ве. Далее такие части­цы делят­ся на две кате­го­рии: пер­вич­ные и вто­рич­ные. Пер­вич­ный мик­ро­пла­стик пред­став­лен части­ца­ми, кото­рые уже в про­цес­се про­из­вод­ства име­ют очень малень­кий раз­мер. Напри­мер, абра­зив­ные сред­ства. Части­цы вто­рич­но­го мик­ро­пла­сти­ка и так назы­ва­е­мо­го нано­пла­сти­ка харак­те­ри­зу­ют­ся раз­ме­ром менее 1 мкм и обра­зу­ют­ся в резуль­та­те раз­ло­же­ния под воз­дей­стви­ем погод­ных и при­род­ных явле­ний более круп­ных пла­сти­ко­вых эле­мен­тов. Ины­ми сло­ва­ми, сего­дня в поле мож­но обна­ру­жить мик­ро­ча­сти­цы того, что когда-то было обыч­ным пакетом.

Сам по себе пла­стик не ток­си­чен ров­но до тех пор, пока не под­вер­га­ет­ся физи­че­ско­му раз­ру­ше­нию. При раз­ло­же­нии про­бле­мы вызы­ва­ют добав­ки, неред­ко исполь­зу­е­мые в про­из­вод­стве для улуч­ше­ния свойств конеч­но­го изде­лия, напри­мер пластификаторы.

Пони­мать, какое вли­я­ние ока­зы­ва­ет мик­ро­пла­стик на сель­ско­хо­зяй­ствен­ные поч­вы и куль­тур­ные рас­те­ния, важ­но, что­бы оце­нить уро­вень без­опас­но­сти (или опас­но­сти) для про­из­вод­ства про­дук­тов питания.

Части­цы, обра­зу­е­мые при исти­ра­нии шин лег­ко­во­го и гру­зо­во­го авто­транс­пор­та, исполь­зу­е­мо­го в сель­хоз­про­из­вод­стве, счи­та­ют­ся основ­ным источ­ни­ком мик­ро­пла­сти­ка в эко­си­сте­ме почв. Не менее серьез­ные кана­лы поступ­ле­ния мик­ро­пла­сти­ка в поч­ву – исполь­зо­ва­ние в каче­стве удоб­ре­ния био­шла­ма или ком­по­ста, кото­рые могут содер­жать его, а так­же пле­нок для муль­чи­ро­ва­ния, необ­хо­ди­мых при воз­де­лы­ва­нии неко­то­рых культур.

Плен­ки для муль­чи­ро­ва­ния часто состо­ят из обыч­ных поли­ме­ров или поли­ме­ров на био­ос­но­ве. Неко­то­рые из образ­цов частич­но раз­ла­га­ют­ся непо­сред­ствен­но в поле. Но зача­стую доля таких био­раз­ла­га­е­мых поли­ме­ров недо­ста­точ­на или же раз­ло­же­ние тре­бу­ет гораз­до боль­ше­го пери­о­да вре­ме­ни. В резуль­та­те по исте­че­нии сро­ка исполь­зо­ва­ния плен­ки обра­зу­ют­ся зна­чи­тель­ные объ­е­мы отхо­дов, кото­рые не все­гда мож­но уда­лить из поч­вы без остат­ка. С после­ду­ю­щи­ми опе­ра­ци­я­ми по поч­во­об­ра­бот­ке остат­ки плен­ки измель­ча­ют­ся, а ее частич­ки со вре­ме­нем пре­вра­ща­ют­ся в микропластик.

Накоп­ле­ние мик­ро­пла­сти­ка в поч­ве обу­слов­ле­но не толь­ко пря­мым и точеч­ным поступ­ле­ни­ем. Участ­ки, где не при­ме­ня­лись орга­ни­че­ские удоб­ре­ния, био­шлам или же плен­ка, могут тоже ока­зать­ся силь­но загряз­нен­ны­ми. Дело в том, что вода, ветер и дождь пере­ме­ща­ют части­цы на боль­шие рас­сто­я­ния. В резуль­та­те загряз­нен­ны­ми мик­ро­пла­сти­ком ока­зы­ва­ют­ся даже зем­ли, отда­лен­ные от тех, где исполь­зо­вал­ся тот или иной потен­ци­аль­ный источник.

Опасный «функционал»

Если мик­ро­пла­стик попа­да­ет в поч­ву, он задер­жи­ва­ет­ся в ней на неко­то­рое вре­мя. Пере­ме­ще­ние частиц про­ис­хо­дит с уча­сти­ем раз­лич­ных поч­вен­ных орга­низ­мов. Важ­ную роль при этом игра­ет фор­ма частиц мик­ро­пла­сти­ка. Под воз­дей­стви­ем окру­жа­ю­щей сре­ды части­цы часто при­об­ре­та­ют сфе­ри­че­скую фор­му, то есть их поверх­ность ста­но­вит­ся в основ­ном глад­кой, а ее пло­щадь – уве­ли­чен­ной по отно­ше­нию к объ­е­му части­цы. На этой поверх­но­сти может накап­ли­вать­ся боль­шое коли­че­ство вред­ных в агро­про­из­вод­стве веществ, таких как стой­кие орга­ни­че­ские соеди­не­ния. Таким обра­зом мик­ро­пла­стик допол­ни­тель­но начи­на­ет выпол­нять транс­порт­ную функ­цию для опас­ных веществ.

Смоделируем ситуацию

Иссле­до­ва­ния воз­дей­ствия мик­ро­пла­сти­ка на поч­вен­ные орга­низ­мы по-преж­не­му пре­бы­ва­ют на началь­ной ста­дии. Пока уста­нов­ле­но, что неко­то­рые орга­низ­мы спо­соб­ны погло­щать мель­чай­шие части­цы, а сам мик­ро­пла­стик вли­я­ет на струк­ту­ру поч­вы и ее ста­биль­ность, эко­ло­гию, на это в свою оче­редь реа­ги­ру­ют поч­вен­ная фау­на и микроорганизмы.

Для моде­ли­ро­ва­ния ситу­а­ций с целью изу­че­ния вли­я­ния мик­ро­пла­сти­ка иссле­до­ва­те­ли из Росток­ско­го уни­вер­си­те­та исполь­зу­ют раз­лич­ные виды рай­гра­сов. Хотя на кор­мо­вых уго­дьях, где про­из­рас­та­ет рай­грас, орга­ни­че­ские удоб­ре­ния в виде ком­по­ста и био­шла­ма не исполь­зу­ют­ся, рав­но как и плен­ка для муль­чи­ро­ва­ния, поч­вы тем не менее могут ока­зать­ся силь­но загряз­нен­ны­ми пла­сти­ко­вы­ми фраг­мен­та­ми. Что­бы оце­нить вли­я­ние мик­ро­пла­сти­ка на раз­ви­тие рас­те­ний, важ­но вни­ма­тель­но изу­чить фазу про­рас­та­ния, посколь­ку она закла­ды­ва­ет осно­ву для даль­ней­ше­го раз­ви­тия рас­те­ний. К насто­я­ще­му вре­ме­ни в лабо­ра­то­рии в г. Рóсток был про­ве­ден ряд тестов на всхо­жесть, в кото­рых семе­на рай­гра­са англий­ско­го и ита­льян­ско­го сме­ши­ва­лись с части­ца­ми мик­ро­пла­сти­ка раз­ных видов и кон­цен­тра­ций. Про­те­сти­ро­ва­ли вли­я­ние на всхо­жесть рас­те­ний про­дук­та исти­ра­ния шин, поли­ви­нил­хло­ри­да (ПВХ), полиа­кри­ла, поли­ами­да, поли­эс­те­ра и поли­эти­ле­на. Поли­ме­ры состо­я­ли частич­но из воло­кон, частич­но из частиц раз­но­го раз­ме­ра. Ско­рость про­рас­та­ния и дли­ну кор­ней про­рост­ков изме­ря­ли по исте­че­нии опре­де­лен­но­го времени.

Эффект раз­ли­чал­ся в зави­си­мо­сти от вида поли­ме­ра, но в целом мик­ро­пла­стик подав­лял актив­ное про­рас­та­ние и рост. Волок­ни­стый мик­ро­пла­стик ока­зал вли­я­ние на про­рас­та­ние в мень­шей сте­пе­ни, неже­ли фраг­мен­ты в виде части­чек. Здесь про­яви­лась чет­кая тен­ден­ция: чем мень­ше части­цы мик­ро­пла­сти­ка, с кото­рым семе­на трав кон­так­ти­ро­ва­ли в сво­ей зача­точ­ной сре­де, тем силь­нее ока­за­лось нега­тив­ное вли­я­ние на про­рас­та­ние. Об этом сви­де­тель­ству­ет высо­кая доля семян, кото­рые вооб­ще не про­рос­ли или про­рас­та­ли с откло­не­ни­я­ми от нормы.

Послед­ствия при­сут­ствия мик­ро­пла­сти­ка для раз­ви­тия кор­ней в дли­ну были столь же оче­вид­ны. Образ­цы, сме­шан­ные с мик­ро­пла­сти­ком, име­ли зна­чи­тель­но мень­шую дли­ну кор­ня по срав­не­нию с кон­тро­лем (рису­нок, вся гра­фи­че­ская инфор­ма­ция пред­став­ле­на в печат­ной вер­сии жур­на­ла).

Сильнодействующий ПВХ

Во всех испы­та­ни­ях наи­бо­лее нега­тив­ным ока­зал­ся эффект от при­сут­ствия мик­ро­ча­стиц ПВХ. Встре­ча­ет­ся дан­ный мате­ри­ал в шлан­гах, кон­вей­ер­ных лен­тах, дре­наж­ных тру­бах или кры­шах поле­вых пала­ток. Поэто­му не сто­ит исклю­чать его при­сут­ствия в поч­вах в есте­ствен­ных усло­ви­ях агро­про­из­вод­ства. Всхо­жесть рас­те­ний, в сре­ду пита­ния кото­рых был добав­лен ПВХ, ока­за­лась сни­жен­ной зна­чи­тель­но. После про­рас­та­ния раз­ви­тие всхо­дов не пред­став­ля­лось воз­мож­ным. Кро­ме того, коли­че­ство про­рос­ших с откло­не­ни­я­ми от нор­мы семян при нали­чии это­го вида мик­ро­пла­сти­ка было самым высоким.

Наше заключение

Надо ска­зать, что доля при­сут­ствия мик­ро­пла­сти­ка в сре­де, в кото­рой про­ис­хо­ди­ло про­ра­щи­ва­ние семян в лабо­ра­то­рии, не сопо­ста­ви­ма с тако­вой в совре­мен­ных поч­вах, в том чис­ле и пото­му, что нет точ­ных цифр, есть толь­ко пред­по­ло­жи­тель­ные оцен­ки. Высо­кие кон­цен­тра­ции мик­ро­пла­сти­ка in vitro были выбра­ны спе­ци­аль­но для вос­со­зда­ния наи­худ­ше­го из воз­мож­ных сце­на­ри­ев. Тем не менее, про­дук­тив­ность рас­те­ний ока­за­лась огра­ни­чен­ной даже в опы­тах с незна­чи­тель­ным при­сут­стви­ем частиц микропластика.

Соглас­но пред­ва­ри­тель­ным поле­вым испы­та­ни­ям про­шлых лет, в ходе кото­рых оце­ни­ва­лось толь­ко вли­я­ние ПВХ, уро­жай­ность рай­гра­са и кле­ве­ра пер­сид­ско­го замет­но сни­жа­лась. В поле­вых испы­та­ни­ях теку­ще­го года ухуд­ше­ние уро­жай­но­сти из-за мик­ро­пла­сти­ка было так­же очевидным.

Такие резуль­та­ты застав­ля­ют с бес­по­кой­ством смот­реть в буду­щее. А посколь­ку в насто­я­щее вре­мя нет реше­ния про­бле­мы накоп­ле­ния мик­ро­пла­сти­ка, каж­дый из нас дол­жен как мож­но актив­нее пре­пят­ство­вать попа­да­нию частиц в окру­жа­ю­щую сре­ду, хотя бы пра­виль­но ути­ли­зи­руя пла­сти­ко­вые отходы.