7 месяцев под землей: что стало с «биоразлагаемым» чайным пакетиком?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | Оффтопик

В эпоху борьбы с пластиковым загрязнением производители продуктов питания активно ищут экологичные альтернативы привычным материалам. Чайные пакетики, не так давно попавшие в список экологически неблагоприятных продуктов, стали одним из полигонов для испытания биоразлагаемых полимеров. Однако насколько безопасны эти, казалось бы, «зеленые» заменители? Исследование, проведенное учеными из Университета Плимута, проливает свет на не столь очевидные стороны этого вопроса.

Плачущая Земля, с застрявшим в зубах «биоразлагаемым» чайным пакетиком, иллюстрация
Автор: Designer
PLA: друг или враг?

Полилактид (PLA) — биоразлагаемый полимер, получаемый из возобновляемых ресурсов, таких как кукуруза или сахарный тростник, — стал настоящей звездой среди «зеленых» материалов. Его используют в медицине, пищевой промышленности, для изготовления упаковки и, конечно же, чайных пакетиков. Производители уверяют: PLA полностью разлагается в промышленных условиях компостирования.

Однако реальность, как это часто бывает, оказывается сложнее рекламных слоганов. Исследования показывают, что даже в идеальных условиях промышленных установок разложение PLA может быть неполным. Более того, в домашних условиях, где температура и влажность далеки от оптимальных, процесс разложения замедляется в разы. В результате PLA-микропластик попадает в компост, а затем — в почву.

ИК-Фурье спектры чайных пакетиков Tbag-A, Tbag-B и Tbag-C до и после воздействия почвы в течение 7 месяцев. Спектры целлюлозы (ее характерная область показана внутри заштрихованной рамки) и PLA приведены в качестве ссылки.
Автор: W. Courtene-Jones, F. Burgevin, L. Munns, M.B.T. Shillam, F. De Falco, A. Buchard, R.D. Handy, R.C. Thompson, M.E. Hanley, Deterioration of bio-based polylactic acid plastic teabags under environmental conditions and their associated effects on earthworms, Science of The Total Environment, 2024, 172806, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.172806 CC-BY 4.0 Источник: www.sciencedirect.com
Чайная церемония для червей: как биоразлагаемые материалы влияют на почвенную фауну

Ученые из Университета Плимута решили выяснить, как PLA-содержащие чайные пакетики разлагаются в естественных условиях и какое влияние оказывают на почвенных обитателей. В ходе эксперимента три вида чайных пакетиков с разным соотношением целлюлозы и PLA были закопаны в землю на сельскохозяйственном поле на 7 месяцев.

Результаты оказались весьма интересными. Пакетики, содержащие целлюлозу, действительно потеряли значительную часть своей массы — от 66% до 78% в зависимости от соотношения компонентов. Анализ показал, что основной вклад в этот процесс внесла именно целлюлоза. PLA-пакетики, напротив, практически не изменились.

Примеры а) изображений и б) сканирующих электронных микрофотографий чайных пакетиков до и после 7 месяцев экспозиции в почве (глубина -10 см, край сельскохозяйственного поля в Корнуолле, Великобритания), с ноября 2021 по июнь 2022 года. Масштабная линейка = 1 см на панели a и 500 мкм на панели b.
Автор: W. Courtene-Jones, F. Burgevin, L. Munns, M.B.T. Shillam, F. De Falco, A. Buchard, R.D. Handy, R.C. Thompson, M.E. Hanley, Deterioration of bio-based polylactic acid plastic teabags under environmental conditions and their associated effects on earthworms, Science of The Total Environment, 2024, 172806, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.172806 CC-BY 4.0 Источник: www.sciencedirect.com

Однако самое интересное началось, когда ученые решили изучить влияние PLA на дождевых червей Eisenia fetida — ключевых участников процессов разложения органики в почве. Червей подвергали воздействию различных концентраций частиц PLA, полученных из чайных пакетиков.

И здесь проявился неожиданный эффект. PLA, в отличие от целлюлозы, негативно влиял на репродуктивную функцию червей, снижая количество производимых ими коконов с яйцами.

Неожиданный поворот: PLA не так уж и безопасен

Полученные данные заставляют засомневаться в безопасности PLA. Оказывается, даже в низких, экологически релевантных концентрациях, этот биоразлагаемый материал может оказывать негативное воздействие на почвенную фауну.

Относительная масса чайных пакетиков, приходящаяся на компоненты целлюлозы и PLA, в новом состоянии (t0) и после 7 месяцев заглубления в почву (глубина -10 см на краю сельскохозяйственного поля в Корнуолле, Великобритания) в период с ноября 2021 по июнь 2022 года. Данные представляют собой средние значения +- стандартная ошибка (n = 3), звездочки обозначают значительную потерю массы (p ≤ 0,05) по сравнению с t0, в пределах каждого типа чайных пакетиков.
Автор: W. Courtene-Jones, F. Burgevin, L. Munns, M.B.T. Shillam, F. De Falco, A. Buchard, R.D. Handy, R.C. Thompson, M.E. Hanley, Deterioration of bio-based polylactic acid plastic teabags under environmental conditions and their associated effects on earthworms, Science of The Total Environment, 2024, 172806, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.172806 CC-BY 4.0 Источник: www.sciencedirect.com

Более того, PLA, вопреки ожиданиям, продемонстрировал стойкость в естественных условиях.

К чему приводит «чайная церемония» для окружающей среды?

На первый взгляд, снижение репродуктивной функции червей может показаться незначительной проблемой. Однако эти маленькие труженики играют важнейшую роль в экосистеме почвы. Они участвуют в разложении органики, формировании плодородного слоя, обеспечивают доступность питательных веществ для растений.

Средняя свежая масса червей E. fetida, нормированная на количество выживших на контейнер (столбики), и процент выживших (точки, показаны на вторичной оси) после 28-дневного воздействия различных доз чайных пакетиков a) Tbag-A, b) Tbag-B и c) Tbag-C. Столбики ошибок показывают стандартную ошибку среднего, буквы обозначают значимые эффекты дозы в пределах типа чайного мешка (p ≤ 0,05). Обратите внимание на другой масштаб оси y на панели b: Tbag-B.
Автор: W. Courtene-Jones, F. Burgevin, L. Munns, M.B.T. Shillam, F. De Falco, A. Buchard, R.D. Handy, R.C. Thompson, M.E. Hanley, Deterioration of bio-based polylactic acid plastic teabags under environmental conditions and their associated effects on earthworms, Science of The Total Environment, 2024, 172806, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.172806 CC-BY 4.0 Источник: www.sciencedirect.com

Нарушение деятельности дождевых червей может привести к снижению плодородия почвы, замедлению роста растений, нарушению баланса всей экосистемы.

Что делать?

Исследование ученых из Университета Плимута — настоящий сигнал тревоги. Оно заставляет задуматься о последствиях массового внедрения PLA и других биоразлагаемых материалов.

Безусловно, отказываться от борьбы с пластиковым загрязнением нельзя. Однако необходимы дальнейшие исследования для оценки долгосрочных последствий использования PLA и разработки безопасных для окружающей среды альтернатив.

Если PLA считается биоразлагаемым материалом, как он может быть опасен для окружающей среды? Разве он не должен полностью разлагаться на безопасные компоненты?

Это распространенное заблуждение. PLA действительно разлагается в промышленных условиях компостирования, где поддерживается высокая температура и влажность. Однако в естественных условиях, например, в почве, процесс разложения замедляется в разы. В результате PLA-микропластик накапливается в почве и может оказывать негативное влияние на ее обитателей.

В статье говорится, что PLA-пакетики практически не разложились за 7 месяцев эксперимента. Может быть, исследование было проведено некорректно или его продолжительность была недостаточной?

7 месяцев — достаточный срок, чтобы заметить признаки разложения, если материал действительно быстро разлагается в почве. Для сравнения: целлюлоза в тех же условиях продемонстрировала значительное разложение.

Скорее всего, PLA действительно разлагается очень медленно в естественной среде, что подтверждается и другими исследованиями.

Насколько значимо для экосистемы снижение репродуктивной функции дождевых червей? Неужели это может привести к серьезным последствиям?

На первый взгляд, это может показаться незначительным. Однако дождевые черви — это ключевые участники процессов почвообразования. Они разлагают органику, формируют плодородный слой, обеспечивают доступность питательных веществ для растений. Снижение их численности и нарушение репродуктивной функции может привести к снижению плодородия почвы и нарушению баланса всей экосистемы.

Получается, что PLA — это обман и он не является экологичной альтернативой пластику?

PLA обладает рядом преимуществ перед традиционным пластиком: он производится из возобновляемых ресурсов и может разлагаться в определенных условиях. Однако, как показывает исследование, в естественных условиях PLA разлагается намного медленнее, чем предполагалось, и может оказывать негативное влияние на живые организмы.

PLA не является панацеей и к его использованию нужно подходить осторожно, учитывая все возможные последствия.

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Зачем велосипедисты бреют ноги? Пять главных причин

Если вы хоть раз видели профессиональные велогонки, то наверняка обращали внимание — у всех до единого спортсмена гладко выбриты ноги. Причем исключений нет — отсутствует даже...

Гратосниматель, он же ример: чем полезен этот инструмент в 3Д печати и не только

Гратосниматель, шабер, ример. Как только не называют этот инструмент. И вроде как все правы. А может быть и нет. На самом деле важно не то, как он называется, а то, что он делает. В моём обиходе он...

Что услышат первые марсианские колонисты? Скорость звука на Марсе непредсказуема

Представьте себе: вы стоите на вершине марсианского Олимпа, самого высокого вулкана в Солнечной системе, и смотрите на бескрайние просторы Красной планеты. Вдруг, вдали, ваш взор цепляется за...

Куда бы вставить RGB подсветку? Правильно — в переносной SSD диск: обзор ORICO Genie RGB

ORICO давно занимается созданием SSD дисков компактных размеров и различных скоростных стандартов. У меня в пользовании было уже несколько разнообразных решений переноса и хранения данных от этого...

Может ли цветок пахнуть смертью? Знакомьтесь: Amorphophallus titanum

В мире растений, где царствуют красота и аромат, существует вид, нарушающий все привычные каноны. Представьте себе гигантский цветок, достигающий трёхметровой высоты, который вместо нежного...

Все секреты проката Электровелосипедов 2.0: как бесплатно пользоваться, где можно оставлять, чем отличаются модели

Из-за бума популярности электросамокатов интерес к прокатным велосипедам упал, но в этом году запустили акцию невиданной щедрости, позволяющую многим москвичам пользоваться прокатными велосипедами,...