Олеся Ильина: проблему микропластика могут решить "голодные" бактерии

Количество пластиковых отходов и, в частности, микропластика в окружающей среде неуклонно растет с середины прошлого века. Не так давно стало известно о новом возможном решении проблемы: ученые показали, что некоторые микроорганизмы способны разлагать пластик, используя его в качестве питательного субстрата. В России тему пластикового загрязнения изучают в нескольких лабораториях, в том числе на Биологическом факультете МГУ. Смогут ли "голодные" бактерии очистить мир от пластика, насколько он опасен для человека, почему России нужен свой путь в отрасли обращения с отходами, и кто загрязняет Баренцево море, рассказала в интервью корреспонденту РИА Новости Павлу Зюзину ведущий специалист по микропластику в России, сотрудница биологического факультета МГУ Олеся Ильина.

– Олеся Васильевна, последнее время микропластик находят везде: в воздухе, в воде, в пище. Каких масштабов достигла проблема в действительности?

– Безусловно, микропластик вездесущ. Он и правда есть везде. Озабоченность вызывает загрязнение морей, лесов, но на самом деле основная проблема сконцентрирована в цивилизации, там, где живут люди. Современный человек, можно сказать, обитает в микропластиковом облаке. Например, когда мы привозим образцы для анализа на микропластик с морей, нам приходится прикладывать большие усилия, чтобы спасти эти образцы от нашего собственного микропластика. Поэтому мы стараемся не использовать пластиковое лабораторное оборудование. Это большая проблема, потому что сейчас практически все состоит из пластика. Так что, самый подверженный микропластику организм – это человек, безусловно.

Огромное количество микропластика присутствует в воздухе. Основной источник загрязнения – это микроволокна синтетических тканей. Какое-то количество микропластика современный человек вдыхает, какое-то – съедает. В общем, мы пронизаны им насквозь.

– Насколько это опасно для человеческого организма?

– Официально пластик относится к классам малоопасных или неопасных отходов. Острой токсичности пластик в себе не несет. Исследования по санитарным свойствам пластика ведутся еще со времен, когда его начали массово производить. Все-таки нужна гораздо большая концентрация, чтобы получить явные нарушения жизнедеятельности, нежели те, которыми мы дышим и питаемся. По сравнению с другими токсичными веществами, которые на нас воздействуют – выхлопные газы или промышленные выбросы – пластик достаточно инертный, чего-то чудовищного он в себе не несет.

При этом мы многого не знаем, какие-то сюрпризы на этом пути нас, наверное, еще ждут. На нашей кафедре студентка Анна Рак написала чудесную дипломную работу по токсикологии. Она использовала дафний (род планктонных ракообразных – ред.), наблюдала воздействие микро- и нанопластика на их жизненные показатели. Это был микропластик из моих образцов с Баренцева моря и наночастицы из коммерческих источников. У последующих поколений дафнии, которые обитали в насыщенной нанопластиком среде, проявились многочисленные нарушения развития. Грубо говоря, рождались "уродцы". Это была неожиданность, потому что в научной литературе подобные эффекты описаны только при значительно более высоких концентрациях нанопластика. Нанопластик вызывает опасения еще и потому, что определить его концентрации методически крайне сложно: мы не знаем, сколько его фактически содержится в окружающей среде. С микропластиком в работе на дафниях эффекта "уродцев" не было, но полностью нейтральным его тоже нельзя считать: микрополистирол влиял на плодовитость дафний, а микрополиуретан даже вызывал гибель рачков. В работе другой исследовательницы из нашей кафедры, Анны Лазеревой, наблюдали ингибирование (замедление – ред.) роста микроводорослей под воздействием микропластика.

– Какие способы решения проблемы микропластика существуют на сегодня?

– Я думаю, что к загрязнению привел характер развития всего общества в течение последнего века. Дело не только в пластике, это общий подход к потреблению, который формировался десятилетиями, и сильно укоренился, а пластик – это одно из плачевных последствий. Вся мировая индустрия "заточена" на то, чтобы штамповать не те изделия, которые будут служить века, а изделия, которые потребитель будет менять как можно чаще, поэтому у нас одноразовые стаканчики, недолговечные мебель и техника. С точки зрения оборота, это, конечно, более привлекательно, но, с точки зрения отходов, это катастрофа.

Где-то есть золотая середина, чтобы и производителю было выгодно, и отходов стало меньше. Допустим, когда начали выпускать швейные машинки "Зингер", они не ломались, и производитель остался без работы, потому что его продукт работал вечно. Сейчас у нас другая крайность, когда качество товаров настолько плохое, и срок их эксплуатации настолько короткий, что мы постоянно производим отходы.

Конечно, нет какого-то одного чудесного решения. Нажали кнопку – и пластик исчез. Решение лежит в области компромисса между потребностями экономики производства и проблемой отходов. Подход должен быть комплексным, нужно искать способы оптимальной утилизации отходов, в том числе пластика. Но, прежде всего, нужно сократить его производство, а потом уже утилизировать то, от чего мы не можем отказаться. Экослед от переработки таких гор отходов, как мы имеем сейчас, будет огромным, какие бы методы мы ни внедряли.

– Вы с коллегами исследуете устойчивость пластиковых материалов к бактериальному воздействию. Это правда, что можно очистить мир от пластика, "накормив" им бактерии?

– Способ утилизации пластика с помощью бактерий мы только изучаем. Пока человечеству об этом известно крайне мало. У бактерий очень ограниченные возможности. Мы выделяем их из пластикового оброста, культивируем, тестируем, смотрим, насколько они способны использовать пластик как пищевой субстрат, разлагая его.

Пластик – это очень непривлекательный субстрат, его весьма сложно химически "расшатать". Он стабилен, и по сравнению с другими субстратами его привлекательность примерно нулевая. Сегодня известен один вид бактерий, который способен использовать пластик в качестве основного питательного субстрата. Это Idionella sakaiensis, его выделили в Японии.

Описаны многие виды бактерий, грибов, даже микроводоросли, для которых пластик является не основным, а одним из возможных источников углеводородов. Но, во-первых, они все избирательны – разные бактерии могут разлагать разные виды пластика. Допустим, бактерии нравится полистирол, а полиэтилен она разлагать не хочет. Во-вторых, бактерии требуют специфических условий – им нужно создать специальные условия компостирования с комфортной температурой, потому что в холоде бактерии не очень хорошо работают. Также им нужно подобрать состав среды и следить, чтобы у них не было выбора: при наличии более привлекательных органических веществ связываться с пластиком бактерия не будет. Это не дает масштабного решения, потому что эффективность биоразложения пластиков по массе составляет минус 5-8% в месяц. То есть, если мы в месяц инкубируем 100 килограммов пластика, то в конце месяца у нас остается около 92-95 килограммов. В связи с этим, биокомпостирование применяется лишь локально и для определенных видов пластиков, в основном биоразлагаемых, для которых скорость биодеструкции выше.

Так что бактерии – это хороший путь, это экологично, они разлагают пластик в идеале до биогаза. К тому же, работают бесплатно. Однако пока нельзя говорить о том, что это массовое решение. На сегодняшний день это просто исследование, разработка пилотных проектов, поэтому пока решать проблему мусора нужно какими-то более простыми и практичными методами.

– Какие более практичные методы утилизации пластика существуют?

– В условиях Европы примерно 50% пластика, наверное, можно перерабатывать. Насколько я знаю, фактически они перерабатывают меньше, потому что рынок вторичных материалов имеет степень насыщения, столько вторичного пластика просто не нужно. Бытовой пластиковый мусор – это самое непривлекательное вторсырье. Технические отходы более однородные с известными сортом и качеством. Вторые 50% – это все равно неперерабатываемые "хвосты".

– А в России такое возможно? Одна из целей нацпроекта "Экология" к 2030 году – как раз снижение на 50% бытового мусора, который направляется на полигоны.

– Нужно различать пластик и смешанные отходы. В данном случае, когда называют показатель, имеют в виду общий бытовой мусор. По массе основные и самые экономически привлекательные фракции вторсырья в нем – бумага, стекло и металл, на них в основном обещанные 50% и приходятся. Привлекательность пластика в качестве вторсырья ниже. Сфера обращения с твердыми коммунальными отходами – это все логистика. В Европе можно перерабатывать примерно 50% именно пластика, поскольку там высокая плотность населения и маленькие расстояния. Там большая партия вторичного сырья производится на маленькой территории, поэтому дешево все возить в одно место и перерабатывать. К тому же, поскольку кругом много потребителей, там можно сконцентрировать рынок вторичного сырья и получить нужные экономические показатели.

В России чудовищные расстояния и маленькая плотность населения. В Баргузином заповеднике в Бурятии проводили эксперимент по сбору перерабатываемых отходов у туристов. Их решили вывозить в Улан-Удэ на переработку. Плечо подвоза составляло около 260 километров. В итоге затраты на перевозку превысили доходы, вырученные за вторсырье. Оказалось намного дешевле сдавать региональному оператору смешанный мусор.

У нас в удаленных населенных пунктах специфика такова, что местные жители или администрации вынуждены аккумулировать мусор на необорудованных свалках или избавляться от него самым неэкологичным способом: сжигать в бочке с максимальным выхлопом вредных веществ.

Европейские схемы переработки отходов в России можно реализовать в мегаполисах и в центральных регионах, но они экономически бесперспективны на огромных и малонаселенных территориях Сибири, Севера или Дальнего Востока. Для этих территорий нам стоит искать альтернативные экологичные способы утилизации с учетом специфики региона.

– Например?

– Я думаю, что у нас в России недооценен и слишком демонизирован метод, связанный с термическим разложением, на основе пиролиза чаще всего. Есть опасения, что, если мы термически окисляем мусор, мы получаем много опасных соединений, которые попадают в атмосферу. Однако существует большой спектр технологий очистки выбросов. У нас есть выхлопы от двигателей внутреннего сгорания, нефтеперерабатывающих заводов, которые загрязняют воздух гораздо сильнее. Вполне можно сделать заводы по термическому разложению отходов, но нужно внедрять не только технологию термической обработки, но и многоступенчатые фильтры очистки выбросов, чтобы загрязнение было ниже фонового. Это самое адекватное решение на данный момент, особенно для небольших удаленных населенных пунктов. Альтернатива – мусор уже сейчас сгорает в бочках у населения или на свалке самым опасным способом. Специфика еще и в том, что в Европе типовые решения по термической деструкции строятся для больших объемов отходов, а для удаленных регионов России были бы очень востребованы именно небольшие установки, которые, тем не менее, могли бы вырабатывать энергию или тепло.

В то же время ничто не мешает нам работать над тем, чтобы потом "подтянулись" и бактерии.

– Российская часть Баренцева моря сильно загрязнена микропластиком. Есть мнение, что его приносит течение Гольфстрим из густонаселенных побережий Европы и Америки. Это правда?

– Микропластик в Баренцевом море связан с течением Гольфстрим напрямую. Есть известная статья испанских и французских исследователей. Они обнаружили высокую концентрацию микропластика в Баренцевом море, ближе к Гренландии, а дальше на восток – почти "по нулям". Они сделали вывод, что это связано с системой морских течений Гольфстрима. В случае с микропластиком, наверное, это так и есть, потому что, прежде чем предметы распадутся на микропластик, проходит много времени – за это время пластик из Северной Атлантики успевает преодолеть океанские расстояния в составе Гольфстрима.

Однако наш университет совместно с волонтерами федерального проекта "Чистая Арктика" проводил анализы загрязнения береговой линии, и там характер предметов указывает на то, что не менее половины всех отходов поступило из стран Европы, как мы предполагаем, в составе судового трафика, какая-то часть, безусловно, российская. Бытовая упаковка и техническая тара с сохранившимися маркировками иностранного производителя относительно неповрежденная, из чего приходится делать вывод, что она была выброшена недавно с кораблей. Другими способами объяснить ее "свежее" состояние невозможно.

– То есть, мусор в Баренцевом море у нас с Европой все-таки общий?

– Это взаимообразный процесс. На семинарах Всемирного фонда дикой природы (WWF) я слышала от представителей Норвегии довольно активно продвигаемую мысль, что именно российский рыболовный флот загрязняет море потерянными орудиями лова. Есть такая риторика, что, поскольку среди отходов есть большая доля фрагментов траловых сетей, то это российский мусор, потому что мы ловим тралами. Но насколько нам удалось выяснить, тралами ловим как мы, так и промысловики многих других стран, в том числе Норвегии.

Во время береговых учетов пластика мы фиксировали все предметы, на которых сохранилась маркировка, и есть возможность определить их происхождение. Порядка 50% всех отходов с маркировками – зарубежного происхождения: 25% – Норвегия, еще 25% – Швеция, Дания, Испания, Литва, Латвия, Великобритания и единично другие страны. Есть даже США и Южная Корея. Но нужно учитывать, что в составе береговых отходов не больше 1% предметов сохраняют маркировку, по которой можно отследить происхождение, море стирает ее очень быстро. Поэтому можно судить о происхождении только очень свежего мусора. В основном, происхождение определить невозможно. Предметы с иностранной маркировкой в среднем сильнее изношены, чем предметы с российской, поэтому я предполагаю, что фактическая доля иностранного мусора на побережье больше 50%, но из-за более долгого "пути" на берег идентифицировать их происхождение оказывается невозможно.

Согласно нормативам международной конвенции МАРПОЛ, которая регулирует обращение с отходами на судах, выброс за борт пластикового мусора запрещен. У нас на больших судах это жестко регламентируется, вне специальных зон используются инсинераторы для сжигания отходов, есть специальный персонал, который контролирует процесс. Большие суда также находятся под жестким контролем проверяющих органов, и приходится только предполагать, что малым судам избегать контроля проще. Вероятно, засоряют море такие суда-нарушители как европейские, так и российские. Что касается орудий лова, они тоже теряются у всех, кто ведет промысел в этом суровом море.

– Есть ли попытки сотрудничества между странами в этой сфере, чтобы очистить море общими усилиями?

– Пока убирается "Чистая Арктика", как видим. В нашем экспедиционном проекте исследуются возможности уборки дикого побережья. Логично, если за очистку побережья 50% платила бы Россия, 25% – Норвегия, 25% – остальные страны, ведущие промысел в регионе. Но для этого нужен какой-то рычаг, и это представляется малореальным, учитывая мировую обстановку.

– Пластик собираются запретить на Байкале. Как вы относитесь к такому предложению? Поможет ли оно сохранить озеро?

– Это очень интересный проект, но его нужно дорабатывать. Предлагается запретить пакеты, сумки, мешки, одноразовою упаковку и посуду. Однако на Байкале часто бывает так, что там вводят какие-то драконовские экологические законы, которые потом никто не может выполнить. Это заканчивается тем, что все их нарушают, всех штрафуют, и никто, кроме природоохранной прокуратуры, пользы от этого не имеет.

В этом случае может быть то же самое, поскольку пластик глубоко проник в нашу культуру потребления. Байкал – это в основном небольшие населенные пункты с маленькими магазинами. Еcли мы отказываемся от пленочной фасовки, то мы упираемся, скорее всего, в санитарные нормы. Если нельзя фасовать в пленку, то во что фасовать? Пластик все-таки не только зловреден, но и очень практичен. Он позволяет сохранить продукцию в течение долгого времени и обеспечить выполнение санитарных норм. Если мы запрещаем использовать упаковку пластиковую, то должна быть альтернатива, которой пока нет. Очевидно, поскольку у местного населения доходы небольшие, речь не может идти, например, о биоразлагаемом полилактиде, который в 1,5 раза дороже, чем полиэтилен.

Сначала нужно определиться, выработать концепцию. Вся молочная продукция сейчас в тетрапаке и в ПЭТ-бутылках. Как ее продавать на Байкале? Вполне можно вернуться к советскому прошлому, когда семечки – в кульки, молоко – в свои бидоны. Но тогда, опять же, возникает куча предпосылок к нарушению санитарных норм. Вряд ли производители смогут найти экологичные решения для отдельно взятого региона с таким маленьким населением, не повышая цены.

Было бы отлично запретить строго тонкие пакеты и одноразовую полипропиленовую посуду. Я бы еще добавила в этот список влажные салфетки – в итоге мы получим примерно минус 10% пластикового загрязнения Байкала. Одним словом, этому законопроекту нужны более четкие формулировки и определения того, что предполагается запрещать, и нужно ограничиться категориями, отказ от которых практически выполним.

– Правда, что полный запрет пластика нанесет природе еще больший вред, чем его перепроизводство?

– Теоретически – да, но практически – не совсем так. Если мы отказываемся от пластика, из альтернатив у нас – стекло, металл, бумага. Экологический след, допустим, производства бумаги больше, чем пластика. Производство целлюлозы крайне вредно, к тому же, мы вырубаем леса. Стекло, металл – это все тоже экологически ударные производства, кроме того, они более дорогие. Глупо думать, что, отказавшись от пластика, мы будем делать тот же объем упаковки, только из бумаги и стекла. Это экономически невозможно, мы просто вернемся в советское прошлое.

Пластик хорошо улучшает многие аспекты хранения продукта. В экспедиции, допустим, мы пытаемся от пластика избавиться, но это почти невозможно. Если мы будем брать все снабжение в стекле, у нас судно утонет. С точки зрения безопасности, пластик также имеет огромное количество преимуществ. Полностью отказавшись от пластика, мы очень сильно проиграем в качестве продукции и, соответственно, качестве нашей жизни.

Вот почему надо отказываться не от всего пластика, а от всего одноразового, найдя для него альтернативы. Нет смысла бросаться из одной крайности в другую, нужно находить оптимальное решение. Я считаю, что решение пластиковой проблемы возможно только при условии отказа от философии перепроизводства и культа потребления.

– Есть версия, что одноразовые пластиковые пакеты не так уж вредны, поскольку их можно бесконечно перерабатывать, так ли это?

– Ничего нельзя бесконечно перерабатывать, в том числе полиэтилен. У него есть десятки сортов, и каждый из них используется для разных целей. В пищевой упаковке, например, использование вторичного пластика ограничено.

Кроме того, технические показатели при переработке сильно падают. В канистры с герметичной резьбой, допустим, вторичный пластик не добавляют, иначе резьба будет течь. С каждым циклом переработки происходят повреждения молекул, теряется качество. Чаще всего "вторичка" идет в продукцию гораздо худшего качества.

Пакеты из полиэтилена низкого давления ("шуршащие") во вторичные гранулы не перерабатывают, поскольку они не плавятся. Как правило, их закатывают в плитку, а плитка уже не перерабатывается вообще.

С другой стороны, идея полирециклинга – многократной переработки – имеет применение в некоторых сферах, но обычно речь идет о промышленных отходах известного происхождения, не о смешанном бытовом мусоре. Например, мы сотрудничаем с производством нетканого волокна, где идеи полирециклинга собственной продукции активно внедряются.

– Какие цели ставит МГУ перед следующей экспедицией в Арктику?

– Мы продолжаем работу с микроорганизмами и с биообрастанием. В рамках волонтерских программ, если все получится, в следующем сезоне мы хотим перевести наши субботники в режим соревнований, чтобы жюри оценивало еще и качество сортировки морского пластика, и можно было вручать призы победителям. Может быть, мы учредим кубок по сортировке берегового пластика. Мы продолжим сотрудничество с волонтерами "Чистой Арктики", с которыми очень продуктивно поработали в этом году в Мурманской области.

Появилась еще одна идея на будущее. В Мурманске существует популяция серебристой чайки. Птенцы, когда они подрастают и только учатся летать, падают не в мягкую тундру, а на асфальт, и летом зоозащитные организации получают шквал птенцов с ушибами. Мы подумали, что с помощью сетей, которые мы собираем на море, возможно сделать вольеры для временной передержки и реабилитации таких птенцов с их дальнейшей реинтродукцией в колонии диких чаек. Так мы сможем найти повторное применение отходам и, кроме того, создать хорошую историю помощи птицам.