В вашей комнате прямо сейчас идет дождь из пластика. Откуда он берется, из чего состоит и сколько миллиграммов мы вдыхаем

Вы стоите в центре своей комнаты, и в этот самый момент на вас опускается невидимый дождь. В луче солнечного света, прорезающем пространство, привычно танцуют пылинки. Однако если бы у нас была возможность заглянуть в этот поток с гораздо большим увеличением, мы бы увидели, что значительная часть этой взвеси представляет собой неорганические частицы или кожные чешуйки, а мельчайшие фрагменты синтетических полимеров — микропластик.

Миллионы на кубометр: химия невидимого воздуха

Когда воздух из жилой комнаты прокачивают через специальные фильтры и анализируют с помощью спектроскопии, цифры оказываются отрезвляющими. Современные исследования показывают, что концентрация микропластика в воздухе жилых помещений варьируется в очень широком диапазоне — от 0,5 до более чем 14 тысяч частиц на кубический метр. Медианное значение для типичной квартиры, по данным недавних замеров, составляет 528 частиц на кубический метр, однако эта цифра далеко не предел. В замкнутых пространствах с интенсивным движением воздуха и обилием синтетики, например в салоне автомобиля, концентрация взлетает до 2 238 частиц на кубический метр. Эти значения на один-два порядка превышают уровень загрязнения наружного атмосферного воздуха, где средняя концентрация держится на отметке около 260 частиц на кубометр.

Полимерный состав этого невидимого облака прямо отражает окружающую нас бытовую среду. В жилых помещениях доминирует полиэтилен — материал пластиковых пакетов и упаковочной пленки.В автомобилях картина иная: здесь чаще встречаются полиамид и акрилонитрилбутадиенстирол — компоненты текстильной обивки сидений и деталей отделки салона.

Что касается формы, то подавляющее большинство — до 97 процентов — составляют не волокна, как можно было бы предположить, а мельчайшие фрагменты неправильной формы. Их размерная структура подчиняется степенному закону: по мере уменьшения диаметра количество частиц экспоненциально возрастает. Иными словами, самые многочисленные — это частицы, которые мы не видим вовсе.

От синтетической шторы до альвеол: круговорот волокон в помещении

Откуда берется этот пластиковый дождь в герметично закрытой комнате? Главным источником выступают синтетические ткани. На одежду из полиэстера, нейлона или акрила и домашний текстиль, по разным оценкам, приходится от 29 до 66 процентов всех волокон микропластика в воздухе помещений. Каждое движение человека — будь то ходьба по ковру, складывание одежды или просто смена позы на диване — запускает в воздух облако микроскопических фрагментов. Процесс усугубляется механическим истиранием пластиковых покрытий пола, обоев или мебели.

Попав в воздух, эти частицы ведут себя совсем не так, как сферические капли воды в моделях атмосферных осадков. Скорость их оседания, как показали эксперименты в специальных колоннах, оказывается существенно ниже значений, предсказанных математическими моделями. Волокна и пленки обладают значительно большим горизонтальным дрейфом, нежели сферические или цилиндрические объекты.

Они способны долго планировать в потоках воздуха, подобно микроскопическим листьям, и путешествовать на огромные расстояния. Именно поэтому, даже если источник микропластика находится в углу комнаты, его фрагменты могут быть равномерно распределены по всему объему помещения.

Интенсивность выпадения этого «дождя» поддается количественной оценке. Исследования, проведенные в жилых домах, фиксируют скорость осаждения в диапазоне от 7 520 до 66 290 частиц на квадратный метр в сутки со средним значением около 34 тысяч частиц. Этот постоянный поток обеспечивает непрерывное накопление пластика на всех горизонтальных поверхностях — столах, подоконниках, полках, — которые затем, при уборке или движении воздуха, могут вновь становиться источниками вторичного загрязнения.

Под микроскопом: Раман, лазер и флуоресценция

Увидеть эту реальность напрямую человеческому глазу не дано. Для идентификации и подсчета частиц размером менее одной десятой толщины человеческого волоса требуется сложный аналитический арсенал. После прокачки воздуха через фильтры с размером пор в доли микрометра наступает самый ответственный этап — верификация. Исследователи не могут просто посчитать все блестящие точки под оптическим микроскопом, ведь в воздухе витает множество иных частиц схожего размера, например минеральная пыль или фрагменты целлюлозы. Необходимо подтвердить именно полимерную природу объекта.

Для этого применяется комбинация методов визуализации и спектроскопии. Рамановская спектроскопия позволяет идентифицировать полимер по уникальному «отпечатку» рассеянного лазерного излучения. Сканирующая электронная микроскопия в сочетании с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией дает детальную картину морфологии поверхности и элементного состава каждой частицы. Для более массового скрининга используется микро-Фурье-ИК-спектроскопия, позволяющая быстро определить тип полимера по его инфракрасному спектру. Благодаря всему этому стало известно, что в домашней пыли доминируют полипропилен, полиэтилентерефталат и поливинилхлорид.

Сезон, ковер и открытое окно: что меняет картину

Концентрация микропластика в комнате — величина непостоянная. Она колеблется в зависимости от времени года, достигая пика в летние месяцы, когда усиленное испарение и конвекция поднимают в воздух больше частиц с поверхностей. Существенное влияние оказывает наличие коврового покрытия: в помещениях с коврами концентрация микропластика в воздухе и осевшей пыли статистически значимо выше, чем в помещениях с твердыми полами

Человеческая активность в помещении способна поднять концентрацию на порядок. В ходе замеров пиковые значения достигали 34 404 частиц на кубометр — именно в моменты, когда люди активно двигались, переодевались или убирались в комнате. Каждое наше действие в пространстве, наполненном синтетическими материалами, фактически взбивает невидимый пластиковый коктейль, который мы затем вдыхаем.