Мікропластик у воді може утворювати реактивні сполуки на своїй поверхні

Дослідники Колумбійського університету встановили, що поширені види мікропластику у воді можуть утворювати реактивні форми кисню на межі між поверхнею пластику та водою. Ці сполуки здатні пошкоджувати білки, ліпіди й ДНК, однак їхній вплив на здоров’я людей досі не з’ясований, повідомляє Ars Technica.

У дослідженні, опублікованому в Nature, команда хіміка Вея Міня перевіряла, чи може взаємодія води з пластиковими частинками створювати такі молекули. Вчені змішали полістироловий порошок із водою, що містила жовтий барвник метиловий оранжевий. За десять днів розчин утратив майже 90% барвника, який можуть руйнувати реактивні форми кисню. В інших розчинниках барвник залишався неушкодженим.

Радикали на поверхні частинок

Електронний спіновий резонанс показав наявність у суміші полістиролу та води гідроксильних радикалів — особливо реакційноздатної форми кисню. Флуоресцентний сенсор також виявив, що сигнал від цих радикалів концентрувався на поверхні пластикових частинок і посилювався з часом.

Автори протестували шість поширених типів пластмас: поліетилен, поліпропілен, полістирол, ПВХ, ПЕТ і акрил. Усі вони утворювали радикали. Найактивнішими виявилися поліетилен і поліпропілен, які найгірше взаємодіють із водою, тоді як ПЕТ та акрил демонстрували слабший ефект.

Як вода взаємодіє з пластиком

Науковці пов’язують явище зі зміною структури води біля водовідштовхувальної поверхні. Молекули води в кількох прилеглих до пластику шарах мають менше водневих зв’язків із сусідніми молекулами. Моделювання показало, що за таких умов гідроксид-іонам потрібно менше енергії, щоб перетворюватися на гідроксильні радикали. Негативний електричний заряд, який накопичується на поверхні пластику у воді, також може знижувати енергетичний бар’єр.

Щоб перевірити, чи не пояснюється ефект домішками, команда використала кілька незалежних методів вимірювання. Додавання поверхнево-активної речовини, що покривала пластик і змінювала водний шар на його поверхні, послаблювало електричний заряд частинок та зменшувало кількість радикалів. Водночас дослідники зазначають, що повністю виключити внесок домішок неможливо.

Вплив на білки та клітини

У лабораторних тестах білок лізоцим, що накопичувався на пластиковій поверхні, починав утворювати агрегати. Кофеїн, який нейтралізує радикали, значною мірою зупиняв цей процес. Еритроцити мишей після контакту з частинками полістиролу руйнувалися на фрагменти; інтенсивність ушкодження для різних пластиків відповідала кількості утворених ними радикалів. Ефект зберігався і в сироватці крові.

Дослідники наголошують, що ці результати не доводять спричинення мікропластиком хвороб у людей. Вони також не встановили, як розмір частинок впливає на описану хімію. Частинки, що старіли та мали більш окиснену поверхню, давали дещо слабший сигнал. Наступним завданням команди буде оцінка внеску цього механізму в біологічні проблеми тварин і людей.