Микропластик привел к загрязнению воды метилртутью. Он не увеличил общее количество ртути, но перевел ее в токсичную форму

Даже в темноте и при отсутствии микроорганизмов частицы полипропилена в пресной воде выветриваются и выделяют гидроксильные радикалы и растворенное органическое вещество, которые алкилируют ртуть до метилртути. Таким образом, за сутки в реках и озерах мира до сотой процента неорганической ртути может переходить в токсичную для живых организмов форму. Об этом говорится в статье, опубликованной в Nature Geoscience.

Раньше под выветриванием понимали химическое, физическое и биологическое преобразование горных пород. Сейчас этот термин используют и для описания процесса старения пластика, которого в мире накопилось около девяти миллиардов тонн. Хотя пластик считается в целом устойчивым и довольно инертным материалом, в окружающей среде он частично разрушается — например, распадается на более мелкие фрагменты (микро-и нанопластик), а еще выделяет в окружающую среду различные вещества, в том числе свободные радикалы.

Большая часть исследований сосредоточена на фотохимическом выветривании пластика (его «старении») под действием солнечного света, которое происходит на поверхности водоемов или внутри облаков. Однако до 90 процентов пластика оседает на глубине рек, озер и морей, куда солнечный свет практически не проникает. Там происходят совершенно иные геохимические процессы — например, аккумуляция тяжелых металлов, в том числе ртути. Вещества, которые выделяются при выветривании пластика, могут способствовать алкилированию инертной неорганической ртути и превращать ее в метилртуть — опасный нейротоксин. Метилртуть, в отличие от неорганической ртути, легко проникает через биологические мембраны и накапливается в живых организмах в количествах на порядки больших, чем в воде, а затем передается по пищевым цепям.

Ученые под руководством Хуана Иннаня (Yingnan Huang) из Китайской академии наук исследовали как происходит выветривание микропластика в пресных водоемах. Они взяли пробы пресной воды из разных регионов Китая, стерилизовали, разлили в герметичные стальные контейнеры и добавили к ним частицы полипропилена диаметром меньше миллиметра в концентрации 1200 штук на литр. Затем контейнеры погрузили в пруд и выдерживали на протяжении 42 дней, чтобы наблюдать за выветриванием микропластика и тем, как взаимодействуют образовавшиеся вещества в темноте без участия микроорганизмов. Авторы предположили, что высокие концентрации микропластика могут способствовать появлению метилртути, поскольку приведут к резкому росту концентрации свободных радикалов в воде.

До начала экспериментов концентрация неорганической ртути Hg(II) в образцах природных вод находилась в пределах от одного до восьми пикомоль на литр, то есть была фоновой, а количество метилртути в них чаще всего было ниже предела обнаружения. Длительное присутствие микропластика в воде не привело к общему росту концентраций ртути, но увеличило количество метилртути в пробах воды на 27-336 процентов по сравнению с контрольными образцами.

Авторы провели дополнительные лабораторные эксперименты по изучению поверхности полипропилена и веществ, которые он выделяет в воду в присутствии разных температур, с помощью электронной микроскопии и масс-спектрометрии с Фурье-преобразованием. Оказалось, что выветривание микропластика приводило к образованию активных форм кислорода (гидроксильных радикалов ·OH) и выделению растворенного органического вещества, которые способствовали последующему метилированию неорганической ртути.

Растворенное органическое вещество, которое отделялось от микропластика, отличалось от природного на порядок более низкой молекулярной массой, низкими содержаниями серы и азота и вдвое более высокой долей алифатических соединений. С учетом того, что на полипропилен приходится порядка 20 процентов мирового производства пластмасс и обнаруженных в водах пластиковых частиц, авторы оценили глобальный потенциал метилирования ртути по такому абиотическому механизму на величину до 7,5×10-3 процента в день. Это означает, что каждый день почти одна сотая процента местной концентрации ртути может алкилироваться до метилртути. Такие концентрации выглядят очень низкими, но из-за высокой биодоступности метилртути могут представлять опасность.

Поправка

После публикации в заметку внесено множество небольших изменений. Они почти не касаются представленной фактической информации, но стилистические правки и дополнительные пояснения привели к заметным изменениям в тексте.

Микропластик переводит в более токсичные соединения не только ртуть, но и хром. В сочетании с производными бензофенона (УФ-фильтры в некоторых солнцезащитных кремах) в морской воде он сорбирует хром и переводит его из степени окисления +3 в степень окисления +6. Это может усиливать токсическую нагрузку на морские экосистемы вблизи пляжей.

Источник