Сколько белка вам действительно нужно потреблять каждый день, чтобы оставаться здоровым?
Статья
В недавней обзорной статье, опубликованной в журнале «Экотоксикология и безопасность окружающей среды» , исследователи обсудили источники, методы обнаружения, воздействие на здоровье и стратегии смягчения воздействия микропластика и нанопластика, находящихся в воздухе.
Микропластик и нанопластик все чаще встречаются в городских атмосферных частицах, представляя значительные риски для здоровья через воздействие на окружающую среду и вдыхание. Эксперты предупреждают, что необходимо срочно обратить внимание на понимание их распространения и реализацию эффективной политики общественного здравоохранения для смягчения их воздействия.
Растущее присутствие пластика в воздухе
Микропластик (менее 5 мм) и нанопластик (менее 1 мкм) образуются в результате распада более крупных пластиковых предметов и обычно встречаются в городских и промышленных зонах. Эти частицы могут вдыхаться, проглатываться или впитываться через кожу, способствуя окислительному стрессу, воспалению и развитию хронических заболеваний, включая сердечно-сосудистые заболевания.
Недавние исследования обнаружили микропластик в крови человека, легочной ткани и сосудистых бляшках. В городских центрах, таких как Чжэнчжоу и Гуанчжоу, микропластик, связанный с PM2.5, особенно распространен и вызывает беспокойство из-за его способности глубоко проникать в дыхательную систему. Микропластик широко распространен в этих городах, что подчеркивает городскую специфику этой проблемы.
Примечательно, что воздух в помещении, особенно в помещениях с синтетическим текстилем и коврами, содержит более высокие концентрации, чем воздух на улице. По оценкам, в среднем человек вдыхает около 69 000 частиц пластика в год, причем доминирующую роль играет воздействие в помещении. В обзоре отмечается, что эта оценка основана на ежедневном вдыхании около 190 частиц микропластика на человека.
Микропластики и нанопластики на основе полиэтилентерефталата (ПЭТ) вызывают особую озабоченность из-за их способности адсорбировать другие загрязняющие вещества, такие как диоксид азота и диоксид серы. Эта адсорбция в первую очередь обусловлена электростатическими и дисперсионными силами и зависит от полярности и атомного состава загрязняющих веществ, при этом адсорбционная способность ПЭТ сопоставима с углеродными и металлическими поверхностями.
Эти адсорбированные загрязнители могут повышать токсичность и экологическую стойкость находящихся в воздухе пластиковых частиц, делая их не просто самостоятельными загрязнителями, но и эффективными переносчиками других вредных веществ.
Источники и модели распространения
Пластиковые частицы в воздухе поступают из разных источников. Городские и промышленные зоны, морская среда и внутренние помещения — все это способствует их присутствию. Распространенные типы включают полистирол, полиэтилен, полипропилен и полиэтилентерефталат (ПЭТ). Факторы окружающей среды, такие как воздействие УФ-излучения, ветровые режимы и сезонные изменения, также влияют на их распространенность и рассеивание.
Текстильные волокна являются основным источником микропластика в помещении. Такие действия, как ношение и стирка синтетической одежды, выбрасывают в воздух крошечные волокна. Флис и интерлок, в частности, выделяют частицы, достаточно мелкие, чтобы их можно было вдохнуть.
Придорожная пыль, износ шин и другие разложившиеся пластиковые отходы, такие как отходы свалок и абразивный износ от твердых частиц, не являющихся выхлопными газами, связанных с транспортом, еще больше увеличивают концентрацию загрязняющих веществ на открытом воздухе, создавая сложную и многогранную картину загрязнения.
Риски для здоровья и биологическое воздействие
Вдыхаемый микропластик и нанопластик может глубоко проникать в дыхательные пути, где они могут вызывать воспаление, повреждение клеток и долгосрочные проблемы со здоровьем. Исследования клеток легких и дыхательных путей человека, подвергшихся воздействию микропластика, в частности полипропилена, полиамида и частиц износа шин, показали снижение жизнеспособности клеток и повышенную выработку маркеров воспаления.
В органоидных моделях нейлоновые волокна нарушают экспрессию генов, таких как Hoxa5, которые имеют решающее значение для развития легких. Другие исследования показывают, что микропластик может мешать иммунным реакциям.
В мышиной модели коронавирусной болезни 2019 года (COVID-19) микропластик изменил ключевые воспалительные и иммунные сигнальные пути. Кроме того, некоторые нанопластики вызвали митохондриальную дисфункцию и ферроптоз, форму клеточной смерти, в клетках легких. В сочетании с дизельными выхлопами воспалительные эффекты усилились.
Воздействие во время беременности также вызывает беспокойство. У крыс воздействие полистирольных нанопластиков на мать вызвало сердечно-сосудистую дисфункцию как у матери, так и у плода. У людей микропластики были обнаружены в тканях легких, бронхоальвеолярной лаважной жидкости и даже в мозге.
Биопсии легких у 11 из 13 пациентов содержали микропластик, в основном полипропилен и ПЭТ. Образцы как взрослых, так и детей, особенно городских жителей и курильщиков, показали наличие синтетических волокон, включая полиакрил и полиэстер.
Возможно, наиболее поразительным является то, что микропластик был обнаружен в бляшках сонных артерий человека и обонятельной луковице, что предполагает возможную связь между загрязнением пластиком и неврологическими или сердечно-сосудистыми заболеваниями. В одном исследовании 304 пациентов наличие микропластика в бляшках сонных артерий было связано с более чем четырехкратным увеличением риска инфаркта миокарда, инсульта или смерти.
Обнаружение и измерение
В обзоре освещаются достижения в технологиях обнаружения, включая инфракрасную Фурье-спектроскопию (FTIR) и Рамановскую спектроскопию, сканирующую электронную микроскопию (SEM/EDX), масс-спектрометрию и цитометрию в реальном времени с машинным обучением. Однако в обзоре также подчеркивается важность разработки стандартизированных и быстрых методов измерения в реальном времени/онлайн для микропластика и нанопластика в воздухе, особенно для городской среды, где пластик, связанный с PM2.5, вызывает наибольшую озабоченность. Эти методы позволяют все более чувствительно и быстро обнаруживать микропластик и нанопластик в воздухе, хотя стандартизация и доступность остаются проблемами.
Решения и пути исследования
Учитывая масштабы загрязнения воздуха пластиком и его потенциальные последствия для здоровья, потребность в целевых стратегиях смягчения последствий является неотложной. Сокращение производства пластика и улучшение управления отходами являются важными первыми шагами.
Передовые технологии фильтрации воздуха и воды, такие как коагуляция, флокуляция и высокоэффективные фильтры для улавливания частиц, могут помочь снизить воздействие на окружающую среду. Однако в обзоре также отмечается, что правильная утилизация и управление собранным микропластиком, например, улавливаемым фильтрами HEPA, имеют важное значение для предотвращения повторного попадания в окружающую среду.
Токсикологические исследования должны продолжать изучать, как размер частиц, форма и химический состав влияют на биологические эффекты. Между тем, необходимы более быстрые и доступные методы обнаружения микропластика и нанопластика в атмосфере, а также стандартизированные протоколы отбора проб, чтобы можно было проводить сравнения между исследованиями и регионами.
Технологии биоремедиации также обещают. Использование водорослей, грибов и бактерий для расщепления пластика в системах воздуха и воды может обеспечить устойчивые решения. Аналогичным образом, интеграция нанотехнологий и передовых процессов окисления в существующие системы фильтрации может повысить их эффективность.
Политики должны ужесточить правила в отношении одноразового пластика и обеспечить надлежащую утилизацию пластиковых отходов, особенно захваченных частиц из воздушных фильтров и систем сточных вод, чтобы предотвратить их повторное попадание в окружающую среду. Продвижение биоразлагаемых альтернатив и устойчивых методов производства также будет играть ключевую роль.
Еще одним важным компонентом является общественное образование. Интеграция осведомленности о загрязнении пластиком в школьные программы и запуск кампаний по информированию потребителей, промышленности и политиков может способствовать поведенческим изменениям, таким как сокращение использования пластика и улучшение привычек переработки.
Наконец, необходимо междисциплинарное сотрудничество. Объединение экспертов в области токсикологии, общественного здравоохранения, материаловедения и инженерии может ускорить инновации и разработать комплексные масштабируемые решения, которые решают сложные проблемы. Глобальные исследовательские сети и целевое финансирование могут дополнительно поддержать эти коллективные усилия.
В обзоре подчеркивается, что долгосрочные последствия для здоровья, особенно уязвимых групп населения, таких как дети и беременные женщины, еще не полностью изучены и остаются приоритетом для будущих исследований.
Выводы
Микропластик и нанопластик в воздухе представляют собой растущую проблему для окружающей среды и здоровья. Их способность переносить токсичные вещества, глубоко проникать в организм человека и способствовать хроническим заболеваниям подчеркивает необходимость скоординированного ответа.
Благодаря научным инновациям, реформам политики и вовлечению общественности общество может начать бороться с этой невидимой, но серьезной угрозой. Интегрированный, совместный подход имеет жизненно важное значение для защиты как здоровья человека, так и экосистем планеты.
