«Пластик всегда оказывается на поверхности»

О развитии химии полимеров, реальной (без)опасности микропластика и подходах к борьбе с микропластиковым загрязнением “Ъ-Науке” рассказал член-корреспондент РАН Сергей Люлин, доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией моделирования полимеров Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

— Как сегодня устроена химия полимеров и в каком направлении она будет развиваться в ближайшие 10–20 лет?

— Существенный вклад в развитие химии полимеров внесли аналитические методы исследования новых соединений, благодаря которым удается совершенствовать их структуру, находить соединения с новыми свойствами. Стремительно развиваться эта сфера начала еще в 1980-х, и с тех пор, конечно, сделаны колоссальные шаги вперед. Аналитические методы тех лет и сегодняшнего дня сильно отличаются и по точности, и по доступности. Современная химия полимеров — это междисциплинарные исследования на стыке химии и физики: химики синтезируют новые полимеры, а физики исследуют, какими свойствами они обладают. По этой модели и будет развиваться эта фундаментальная область знаний в ближайшие 10–20 лет.

Говоря о направлении ее развития, стоит вспомнить, что однажды именно наука о полимерах ответила на глобальные вызовы. Люди на протяжении десятилетий искали дешевые, стабильные и легкие материалы, свойства которых можно было бы контролировать. Такие материалы — пластики — были созданы на основе полимеров. Сегодня они широко используются буквально во всех отраслях, без них невозможно представить ни одну сферу жизни.

Теперь же возникает следующая глобальная задача — экологическая. Какими должны быть современные полимеры? Как делать полимеры, чтобы они перерабатывались много раз? Должны ли они быть более стабильными, или, наоборот, более биоразлагаемыми? Какие добавки в полимерах необходимо использовать? Представляют ли частицы микропластика реальную опасность и в чем она заключается?

Отдельное направление — переработка пластика. Сейчас широко развит физический рециклинг, когда мы перемалываем и переплавляем полимеры. Развивается и химический рециклинг, когда мы либо делаем новые соединения, либо возвращаем вышедшие из употребления полимеры в существующие технологические цепочки, например в производство топлива. На сегодняшний день исходное сырье для производства топлива может до 30% состоять из бывших в употреблении полимеров. Это очень хороший пример, и исследования в этом направлении продолжают развиваться.

— Одна из «громких» тем, связанных с химией полимеров,— микропластик. Доказан ли на сегодняшний день его вред для человека?

— Во-первых, человек боится невидимого и непонятного. И когда есть некие непонятные, практически невидимые частицы, то человек их боится. Мы не вполне понимаем, в чем состоит опасность. Журналисты, конечно, зарабатывают популярность на таких историях. Это тематика «модная», новая и еще некоторое время будет на поверхности.

В глобальном смысле есть проблема с определениями. Существующее широко распространенное определение относит к микропластику частицы синтетических полимеров менее 5 миллиметров. Но до сих пор ведутся споры, какие типы полимеров и каких размеров полимерные частицы относятся к микропластику. Если мы говорим о мониторинге микропластика в океане, там его наблюдают с помощью ловли специальными сетями с ячейками около 300 микрон — соответственно, частицы, которые вылавливаются, достаточно велики.

Получается, что специалисты по охране окружающей среды понимают, сколько в океане достаточно крупного микропластика, представляющего опасность для рыб и других морских животных, которые могут его проглотить. 300–500 микрон — это условно 0,3–0,5 миллиметра, частицы такого размера можно увидеть невооруженным глазом.

Что же касается существенно более мелких частиц (единицы микрон и нанометры) — мы плохо представляем, сколько их вокруг нас. Они обычно используются в качестве модельных для исследований в лабораторных условиях. Их потенциальная опасность связана с малыми размерами и, как следствие, с высокой проникающей способностью. Но важно понимать, что человек в принципе проглатывает и вдыхает много различной грязи, и у организма есть механизмы, которые ограждают нас от этих неприятностей. Если мы посмотрим, сколько микропластика опасного размера в городской пыли, которой мы дышим, то там его менее 1%, тогда как песка такого же размера — 50–70%.

В целом мы пока все-таки говорим о потенциальной опасности. Почему о потенциальной? Потому что в лабораторных условиях доказано, что если мышь накормить едой с микрочастицами полистирола размером 100 нанометров с высокой концентрацией, то подопытное животное через 8 часов умрет от серьезных нарушений в мозге. Такие данные существуют. Но такие исследования нельзя перенести на человека, ведь в реальности такие концентрации микропластика в окружающей среде не встречаются!

Другая история — это вопрос об адсорбирующей способности микропластика, то есть о том, могут ли другие, более опасные загрязнители «налипать» на микропластик. Пока вывод исследований таков, что существенного вклада в перенос опасных загрязнителей микропластик не вносит.

Третий и последний вопрос, вызывающий ажиотаж,— это добавки в пластиках, которые используются для улучшения их свойств. Давайте разберем один пример.

Некоторое время назад в Европе запретили использование первичного микропластика, то есть микрошариков, микросфер, в косметике, куда они добавлялись в качестве абразива. Изначально в одну известную зубную пасту добавляли частицы полиэтилена как абразив. Потом разразился скандал, что это ужасный микропластик, его нужно запретить. И стали добавлять не микропластик, а частицы целлюлозы. Она тоже работает как абразив, но давайте задумаемся: производство целлюлозы не более экологично, чем производство синтетических полимеров, если говорить о глобальном вкладе. Существуют оценки, что для производства одного листа бумаги нужно ведро воды, не говоря уже о соединениях, необходимых для получения целлюлозы из древесины. Это достаточно «грязное» производство. Если говорить об углеродном следе, то при гниении на свалке у бумажного пакета он будет выше, чем у полиэтиленового. Наконец, известные опасные соединения содержатся не только в пластике, при этом как раз из пластиков они выделяются сравнительно медленно. Мы провели исследование: в одном из типов косметических средств, доступных на российском рынке, в составе была указана целлюлоза. По результатам проверки оказалось, что это были опилки с фанерной фабрики, содержащие фенолформальдегидные смолы. Можно ли считать их подходящей заменой синтетическому микропластику, в которых нет опасных соединений?

— Так микропластик — это в большей степени некий медийный продукт или все-таки реальная угроза?

— Пока что это в большей степени медийный продукт, нежели реальная угроза. Однако если мы ничего не предпримем в отношении утилизации накопленных объемов использованного пластика в окружающей среде, то одним лишь медийным продуктом эта проблема быть перестанет. Поэтому в первую очередь необходимо заниматься наукой, поддерживать исследования, чтобы расставить точки над «i» в вопросах реальной опасности микропластика.

В России на базе Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого сформирован глобальный консорциум. Там работают ученые из Санкт-Петербурга, Москвы, Твери, Великого Новгорода — всего 70 человек. Есть достаточное финансирование для первого этапа, но поддержка проекта должна быть масштабной.

— Каких данных не хватает ученым, чтобы однозначно убедиться во вреде микропластика или, наоборот, объявить его абсолютно безвредным?

— На сегодняшний день в мире экологическая повестка, связанная с полимерами, основана на мнении ученых самых различных специальностей, но только не специалистов по полимерам. На данный момент в глобальной коалиции ученых, занимающихся микропластиком (около 600 человек), нет ни одного специалиста с полимерным образованием. Есть экотоксикологи, специалисты по окружающей среде, но этого недостаточно. Нужны эксперты с базовым образованием в химии и физике полимеров, в органической химии, в аналитических методах. Порой допускаются ошибки именно по причине отсутствия узконаправленных экспертов и специальных знаний.

Приведу пример. В 2024 году в журнале Science вышла статья английского профессора Ричарда Томпсона «20 лет микропластика: что известно о проблеме». Это качественный обзор, всем советую с ним ознакомиться. Но в документе содержится ошибка: Томпсон с коллегами в качестве примера первичного микропластика приводит пигменты в красках. Это неправильно, потому что все пигменты в основном неорганические соединения, неполимерные.

Почему это плохо? Потому что в ООН прочитают рассуждения микробиолога Ричарда Томпсона — автора термина «микропластик» — и запретят пигменты в красках. Такое вполне может произойти: некая страна, где слабо развита наука, на основе статьи в Science запретит что-нибудь. В реальности это, скорее всего, просто некорректный перевод термина plastic pigments.

Мы написали небольшую заметку в Science в марте этого года. Томпсон ответил, и у нас разразилась с ним онлайн-дискуссия на страницах уважаемого журнала, где он признал все, что мы говорим, но сослался на опечатку.

Микропластик никогда не объявят абсолютно безвредным, потому что все, что производит человек, вредно для природы. Это вопрос сравнительный, и от микропластика вреда куда меньше, чем от многих других результатов деятельности человека.

— Какие меры на государственном уровне помогли бы снизить объем пластиковых отходов без отказа от пластика?

— Нужно развивать инфраструктуру переработки, принимать меры по развитию культуры раздельного сбора мусора и вообще развивать ответственное отношение людей к тому, что они потребляют. Задумайтесь, сейчас мы выбрасываем пластиковые изделия не потому, что они плохие, а потому что они дешевые, и это неправильно.

Говоря же о вопросах, которые входят в сферу госрегулирования,— важна, безусловно, ответственность производителя за пластиковую упаковку. Не менее важна и поддержка научных исследований. Например, стоит заниматься международным мониторингом пластикового загрязнения, чтобы Россия организовала такие международные научные центры.

Задач много, и они точно не лежат в плоскости запрета производства полимеров. В целом утилизация пластика не более важна, чем утилизация электроники — в ней содержание ядовитых веществ больше, чем в пластике. Однако если мы посмотрим на мусорную кучу, то на поверхности всегда лежит пластиковый пакет, а старый магнитофон или iPad оказывается где-то внизу, потому что он тяжелее. Пластик легкий и всегда оказывается на поверхности, наверное, поэтому на него и обращают больше внимания.

Илья Арзуманов