Многие научные работники по достоинству оценили то финансирование, которое выделяется из разных источников на исследования проблемы загрязнения окружающей среды пластиком. Я подписан на Academia.edu, социальную сеть для сотрудничества учёных, так они мне по двадцать публикаций в день на эту тему показывают.
Но чтобы получить финансирование, надо доказать грантодателям, что ты лучше конкурентов.
Писать, что ты умнее их — так все это пишут, и хоть подкрепляют это научными титулами и публикациями, но все равно, ум — понятие идеалистическое и субъективное.
А вот красивое слово facilities — возможности можно подтвердить перечнем оборудования, аппаратуры и прочей материальной базы. У одних есть корабли, с которых можно взять пробы воды и льда в труднодоступных точках океана, у других современные приборы, позволяющие разглядеть крошечные кусочки вещества и определить его химический состав.
ИМХО, последние и стали заниматься исследованием нанопластика, потому что если микропластик еще можно рассмотреть невооруженным глазом, то нанопластик доступен лишь пытливому взору с арсеналом современной аналитики, ведь нано- это нанометры.
И вот уже журнал nature nanotechnology посвящает нанопластику специальный выпуск и пишет в редакционной статье «Официально не существует нижнего предела размера микропластика. Тем не менее, в последние несколько лет ученые начали использовать термин нанопластик для частиц размером менее нескольких микрометров. Больше, чем просто для систематики, это выделение важно потому, что такие маленькие частицы очень трудно выделить из окружающей среды с помощью простых методов, таких как фильтрация, которые можно использовать для микропластика. Гораздо важнее, что при столь малом размере существует потенциальный риск того, что вместо того, чтобы просто застрять в кишках живых организмов, нанопластик может проникать в ткани гораздо легче, чем более крупные образцы.
Действительно ли это происходит, мы пока не знаем. На самом деле проблема с нанопластиком заключается в том, что мы так мало знаем о нем».
Какие куски синтетических полимеров считаются микропластиком, а какие нано-?
За 15 лет, прошедших после появления термина «микропластик», специалисты так и не смогли договориться о его размерах. Разные авторы считают микропластиком частицы >1,6 мкм, <1 мм, <2 мм, 2–6 мм, <5 мм, <10 мм.
В статье про нанопластик в чае авторы определили микропластик как частицы размером от 100 нм (это 0.0001 миллиметр) и до 5 мм, а нанопластики — как частицы размером ≤100 нм, а в приведенной выше редакционной статье нанопластик это микрометры, то есть тысячи нанометров.
Вот хорошая иллюстрация.
Миллиметры нам знакомы, а вот что такое нанометры неспециалисты плохо представляют, хотя про нанотехнологии наслышаны.
В международной системе единиц (СИ) за единицу длины принят метр.
1/100 часть метра — это сантиметр.
Миллиметр равен 1/1000 метра и 1/10 сантиметра. С этими величинами мы встречаемся в повседневной жизни.
Меньше миллиметра микрометр (русское обозначение: мкм, международное: µm), он же бывший микрон. Равен одной миллионной метра (10-6 метра) и 1/1000 миллиметра.
Меньше микрометра нанометр (русское обозначение: нм; международное: nm), он же бывший миллимикрон, который равен одной миллиардной части метра (то есть 10-9 метра) и 1/1000 микрометра.
Те, кому как и мне, трудно представить себе миллиардную часть метра, могут воспользоваться аналогиями и примерами:
* нанометр и метр соотносятся по масштабу как копеечная монета и земной шар,
* один нанометр в метре — это примерно как один китаец в населении Китая,
* если уменьшить слона до размера бактерии (5000 нм), то тогда блоха у него на спине станет величиной как раз в нанометр.
А 100 нанометров, по которым провели границу между микро- и нано- частицами в чае? Это 1/10 микрона, нижняя граница разрешения самого лучшего оптического микроскопа. Объекты меньшего размера рассматривают только в электронный микроскоп.
Что же из знакомых нам предметов имеет такие размеры? Вирус гриппа видели? Вот он как раз 100 нм. :). А если серьезно, то человеческий волос имеет толщину 40 000 — 120 000 нм (волосы очень разные), эритроцит 7 000 нм. Размер бактерий 10 000 — 1000 нм, а наши вирусы оценили в 10-360 нм, вирус гриппа точно 100 нм.
У кого какой размер
 |
Buzea, C., Pacheco, I.I. & Robbie, K. Biointerphases (2007).
1 — альвеола легкого |
Но граница наномира установлена не в честь вирусов, а потому, что с уменьшением частиц до 100 нм и меньше, у них меняются многие свойства. (Интересно и доступно написанная статья про особенности частиц наноразмера)
А чем определяется минимальный размер обнаруживаемого микропластика? Только аналитической техникой, доступной исследователям. Если 15 лет назад они пользовались красителями и световой микроскопией, то нынче размер частиц измеряют под электронным микроскопом, а для определения типа синтетического полимера пользуются спектроскопией, фотоэлектронной (XPS) и с Фурье преобразованием (FTIR). Поэтому микрочастиц, доступных для опознания и измерения будет все больше, а размер их будет все меньше.
В более общем виде надо понимать, что с развитием аналитическим методов и приборов становится все проще и дешевле находить все меньшие количества вещества во все большем количестве мест.
И вот нам уже сообщают об обнаружении тяжелых металлов в покрытии кухонной посуды и в продуктах, антибиотика в молоке, противозачаточных препаратов в морской воде ….
Но не торопитесь пугаться.
Эти вещества не появились в нашем окружении только сейчас. Они там были достаточно давно, некоторые еще до возникновения жизни на Земле. Просто сейчас мы получили возможность их обнаружить.
И не забывайте про количественный аспект.
Одна снежинка — ещё не снег, еще не снег,
Одна дождинка — еще не дождь.
А когда же надо бояться?
Для ответа на этот вопрос существуют количественные показатели.
LD50, ЛД50, полулетальная доза, показывает, в каком количестве вещество становится смертельно опасным. Это доза вещества, вызывающая гибель половины испытуемой группы. Именно 50%, чтобы избежать влияния самых чувствительных и самых устойчивых подопытных.
В определении, выражении и применении этого показателя есть масса тонкостей, но LD50 существуют для многих веществ, в том числе таких привычных нам, как сахар, соль и даже вода.
При концентрации, близкой к LD50, пугаться уже поздно. Пугаться надо раньше, когда количество вещества приближается к ПДК. Предельно допустимая концентрация (ПДК) — это максимальная концентрация химических элементов и их соединений в окружающей среде или продуктах питания, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени на организм человека не вызывает патологических изменений или заболеваний, устанавливаемых современными методами исследований, в любые сроки жизни настоящего и последующего поколений.
ПДК устанавливаются на основании экспериментов, моделирования, мониторинга. Они разные для разных условий (например, для жилых и рабочих помещений), разные для воды, воздуха и продуктов питания, разные в разных странах. ПДК периодически пересматриваются и, как правило, в сторону ужесточения.
Величины LD50 и ПДК есть не только в химических справочниках и сопроводительных документах на химические вещества, но и в интернете.
Так что когда вас начнут пугать новыми опасными находками ученых, сперва спросите голосом Жванецкого «Скоко, скоко?», получите количественную оценку и сравните с ПДК. И только тогда решайте, пугаться или нет.
Возвращаемся к микропластику. Пока нет (а скорее всего их и не будет) данных о токсичности микрочастиц именно из синтетических полимеров, то можно считать их химически-инертной пылью и пользоваться стандартами и СанПиНами (Санитарные Правила и Нормы) и иными нормативными документами, в которых нормируется запыленность воздуха или содержание взвешенных веществ в воде.
Для воздуха, например, есть стандарты The National Institute of Standards and Technology (NIST), есть и ГОСТы, вот, например, этот учитывает размер и количество частиц.
С водой сложнее. Вот на сайте НОРМАТИВЫ КАЧЕСТВА ВОДЫ, где приведены нормы разных стран для воды, в зависимости от ее применения, для питьевой воды нет норматива по взвешенным частицам. Только в разделе «Требования к качеству воды для электронной техники» по ОСТ 11.029.003.-80 и нормам американской электронной промышленности, упомянуто содержание микрочастиц с размером 1-5 мкм, шт/л, не более … И норма там, в зависимости от предназначения 20, 50 и «не регламентировано». Поиск но словам «содержание взвешенных частиц» выводит на рекламу производителей фильтров. Но в нормативных документах на воду чаще упоминают мутность воды, где единицы измерения мг/л, хотя мутность и количество взвешенных частиц все-таки разные понятия.
Так что когда вас будут пугать микро- и нанопластиком в воде и воздухе, просто вспомните, что мы выросли как индивидуальные организмы, и эволюционировали как вид, вовсе не в горном воздухе и хрустально чистой воде. Пыль и взвешенные частицы всегда были нашим окружением. И если сейчас к ним добавился микропластик, то убавились такие компоненты, как дым из многочисленных печей, пыль от немощеных дорог, взвеси от неочищенных сточных вод.
А эксперты пусть работают и совершенствуют методы анализа. Научный прогресс нельзя остановить. А мы просто не будем бояться, а будем доносить мусор до мусорных баков.
