В канадских Великих озерах нашли джинсовые микроволокна

Saturday Night Live

Канадские ученые обнаружили микрочастицы джинсового волокна в донных отложениях Великих озер и прибрежной зоны Канадского Арктического Архипелага. Содержание джинсовых волокон оказалось сравнимо с содержанием микропластиковых частиц, которые считаются наиболее распространенным антропогенным загрязнителем. Главной причиной ученые считают стирку джинсовой одежды в стиральных машинах — при стирке одной пары джинсов образуется более 55 тысяч микроволокон, а за год каждое домохозяйство в Канаде отправляет в сточные воды более 13 миллионов таких частиц. Результаты исследования опубликованы в журнале Environmental Science & Technology Letters.

При стирке одежды из полиэстера, нейлона и других синтетических тканей в слив попадают небольшие частички полимерных волокон — так называемый микропластик, распространение которого в последнее десятилетие тревожит экологов по всему миру. Похожие микрочастицы или микроволокна могут выделяться и при стирке одежды из натуральных тканей, например, хлопка и вискозы (основу обеих тканей составляет целлюлозное волокно, отличается только способ его обработки). Распространению целлюлозных микроволокон до недавнего времени внимания уделялось меньше — считалось, что целлюлоза в природе постепенно разрушается, поэтому ее волокна в водоемах и на суше не накапливаются. Последние исследования, однако, показывают, что это не совсем так: обработка (например, окраска или пропитка) целлюлозных волокон делает их более прочными, поэтому разрушение их в природе идет очень медленно.

Канадские ученые под руководством Мириам Даймонд (Miriam L. Diamond) из Университета Торонто изучили образование и распространение микроволокон, которые образуются при стирке синей джинсовой ткани. Такая ткань состоит из толстых хлопковых волокон, покрашенных синим пигментом индиго.

Ученые взяли несколько пар синих джинсов и постирали их в течение 25 минут при температуре 16 градусов Цельсия без добавления моющего средства. Использованную воду фильтровали через фильтр с диаметром пор 10 микрометров, а твердый остаток, собравшийся на фильтре анализировали с помощью стереомикроскопа и рамановского микроскопа. 

Оказалось, что даже в таких мягких условиях одна пара выделяет 55 тысяч микроволокон за стирку. Все волокна состояли из хлопка, большинство из них (94 процента) было окрашено краской индиго. Новые джинсы выделяли в среднем больше волокон, чем старые или искусственно состаренные. Интересно, что ранее другие ученые напротив показали, что отделение микроволокон быстрее всего происходит на необработанных краях и потертостях джинсовой ткани, поэтому больше всего их выделяется при стирке старых или искусственно состаренных джинсов — однако, в новой работе эта гипотеза не подтвердилась.

После этого ученые проследили, как далеко джинсовые микроволокна распространяются в водоемах. Они взяли пробы донных отложений из озер Онтарио и Гурон (эти два озера относятся к так называемым Великим озерам — системе соединенных реками и проливами пресноводных озер на территории США и Канады), а также из прибрежной зоны Канадского Арктического Архипелага. Кроме того авторы исследовали содержимое желудков азиатской корюшки, выловленной в озерах Онтарио и Гурон и взяли образцы воды с двух водоочистных станций, слив которых попадает в том числе в озеро Онтарио. Всего авторы изучили 58 образцов, забор которых производился в период с 2014 по 2018 года. Для определения химического состава использовали метод рамановской микроскопии, который позволяет обнаружить композит целлюлоза-индиго, характерный для джинсовых волокон.

Частицы антропогенного происхождения в образцах донных отложений в действительности обнаружили. Джинсовых волокон среди них было в среднем 25 процентов, еще 15 процентов составляли целлюлозные волокна неизвестного происхождения, а 40 процентов — микропластиковые частицы. Кроме того, частицы и волокна антропогенного происхождения были обнаружены в желудках 65 процентов исследуемых корюшек — правда джинсовые микроволокна оказались здесь в меньшинстве, их было менее пяти процентов. Интересно, что авторы почти не заметили различий между составом донных отложений из разных районов озера Онтарио, расположенных на разном расстоянии от места сброса сточных вод — все они были загрязнены примерно одинаково.

Можно сделать вывод, что различные микроволокна не сразу оседают на дно и успевают распространиться по всему водоему. Кроме того, загрязнения, по всей видимости, могут проникать в озеро разными путями — часть сточных вод с упомянутых выше очистных сооружений, например, используется расположенными поблизости фермерскими хозяйствами для полива, таким образом микроволокна попадают на поля и оттуда могут быть занесены в озеро ветром. Все полученные результаты подтверждает, что целлюлозные микроволокна (джинсовые и другого происхождения) распадаются в окружающей среде очень медленно и могут распространяться на большие расстояния, как в водоемах, так и по суше.

Одной из причин большого распространения джинсовых микроволокон авторы назвали чрезмерно частые стирки — канадцы, как правило, стирают джинсы, надев их один или два раза. На одно домохозяйство в Канаде приходится 219 стирок в год — если в каждая загрузка стиральной машины включает хотя бы одну пару джинсов, за год получается более 13 миллионов джинсовых микроволокон. Авторы работы рекомендуют стирать одежду реже, кроме того они надеются, что усовершенствование водоочистных сооружений и встроенных фильтров стиральных машин тоже может помочь в борьбе с микроволокновым загрязнением. 

В прошлом месяце ученые обнаружили более высокие концентрации частиц микропластика в Атлантическом океане на глубине около двухсот метров. В более ранних исследованиях миграции подобных частиц из поверхностных слоев в более глубокие не уделялось достаточного внимания, поэтому авторы работы считают, что масштабы микропластикового загрязнения океанов могут быть сильно недооценены.

Наталия Самойлова

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.