Обеспечение экологической безопасности в аспекте воздействия утилизации пластиковых отходов на здоровье населения и окружающую среду

Бракк Д.Г.1
1 Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна

Статья в журнале

Экономическая безопасность
Том 5, Номер 2 (Апрель-июнь 2022)

Цитировать:
Бракк Д.Г. Обеспечение экологической безопасности в аспекте воздействия утилизации пластиковых отходов на здоровье населения и окружающую среду // Экономическая безопасность. – 2022. – Том 5. – № 2. – doi: 10.18334/ecsec.5.2.114416.

Аннотация:
В работе представлено исследование на тему «Обеспечение экологической безопасности в аспекте воздействия утилизации пластиковых отходов на здоровье населения и окружающую среду», являющееся актуальным в глобальном масштабе. В процессе исследования:  проведён обзор производства пластмасс и образование соответствующих отходов;  охарактеризованы типы пластмасс и их свойства;  рассмотрены, образующиеся соединения при сжигании пластмасс, и их негативное воздействие;  проанализировано влияние пластиковых отходов на животных и механизм(ы) их действия;  изучены добавки, используемые в производстве пластика, и их воздействие на общественное здравоохранение. В заключение предложено: создание политики и обеспечение её реализации в контексте экологической безопасности; эффективное управление пластиковыми отходами и их переработка; организация доступности информации в области экологических проблем, связанных с пластиковыми отходами; использование и применение биопластика как альтернативы пластмассам.

Ключевые слова: экологическая безопасность, пластиковые отходы, общественное здравоохранение, загрязнение окружающей среды, токсичные химические вещества, утилизация

JEL-классификация: Q53, Q56, Q58



Введение. Пластмассы состоят из синтетических органических полимеров, которые широко используются в различных областях, начиная от бутылок с водой, одежды, упаковки пищевых продуктов, медицинских и электронных товаров, строительных материалов и т.д. За последние несколько десятилетий, пластмассы стали незаменимым и универсальным продуктом с широким диапазоном свойств, химического состава и сфер применения. И хотя изначально предполагалось, что пластик безвреден и инертен, его многолетнее насыщение в окружающей среде привело к усилению сопутствующих экологических проблем, создав непосредственные угрозы экологической безопасности. В настоящее время широко признано, что загрязнение окружающей среды пластиковыми отходами является серьезным экологическим бременем [19; 26]; особенно в водной экосистеме, где происходит его длительное биофизическое разложение [15; 27]; пагубное негативное воздействие на дикую природу [20; 28] и ограниченные возможности утилизации [18].

Во многих случаях листовой и упаковочный пластик утилизируется после его использования, между тем, из-за своей долговечности такие пластики находятся повсюду и устойчивы в окружающей среде. Исследования по мониторингу и воздействию пластиковых отходов все еще находятся на начальной стадии, и для обеспечения экологии представляют серьёзную проблему. В профессиональной и жилой среде человека, пластмассы, изготовленные из полимеров на основе бензина и нефти, присутствуют в большом количестве. По истечении срока службы их обычно выбрасывают на свалку вместе с твердыми бытовыми отходами (ТБО).

Пластмассы содержат следующие токсичные компоненты: «фталаты», «полифторированные химические вещества», «бисфенол А (БФА)», «бромированные антипирены» и «триоксид сурьмы», которые выщелачиваются и оказывают неблагоприятное воздействие на окружающую среду и здоровье населения. Пластмассы в электронных отходах стали значительной глобальной проблемой для окружающей среды и здравоохранения из-за их масштабного производства, и наличия неадекватной политики управления отходами во многих странах.

Цель исследования – обоснование практических аспектов обеспечения уровня экологической безопасности с точки зрения воздействия утилизации пластиковых отходов на здоровье населения и окружающую среду.

Задачи исследования:

- представить эволюционный обзор производства пластмасс и образование соответствующих отходов;

- охарактеризовать типы пластмасс и их свойства;

- исследовать, образующиеся соединения при сжигании пластмасс, и их негативное воздействие;

- проанализировать влияние пластиковых отходов на животных и механизм(ы) их действия;

- изучить добавки, используемые в производстве пластика, и их воздействие на общественное здравоохранение.

Предмет исследования. Обеспечение экологической безопасности в аспекте воздействия утилизации пластиковых отходов на здоровье населения и окружающую среду.

Объект исследования. Процесс воздействия утилизации пластиковых отходов на здоровье населения и окружающую среду.

Рабочая гипотеза. Причина активизирующихся экологических проблем состоит в дисбалансе между жизнедеятельностью социальных групп и регулятивными государственными и общественными органами, целью которых является оптимизация взаимодействия между окружающим миром и обществом. В настоящее время, в области экологии имеет место – неэффективность регулятивных функций соответствующих органов, в связи с чем, в экосистемах усиливаются негативные тенденции, критически воздействуя на здоровье наций.

Методы исследования. В процессе выполнения работы применялись методы систематизации теоретической и практической информации, системный анализ, экспертные оценки.

Практическая значимость. Материалы исследования могут использоваться в дальнейших исследованиях по экологической безопасности, и в образовательных целях при подготовке специалистов по направлению «Техносферная безопасность», профиль «Экологическая безопасность», «Экология», «Защита окружающей среды», «Менеджмент природных ресурсов и окружающей среды».

Проведённое исследование представляет интерес для сообществ на национальном, региональном и мировом уровнях, поскольку экологическая безопасность содержит в себе глобальные проблемы, а риски и угрозы, связанные с утилизацией пластиковых отходов, носят цивилизационный характер.

Производство пластмасс и образование соответствующих отходов. В современной жизни пластик используется повсеместно. Его первоначальное использование восходит к 1600 г. до н.э. [4]. Производство пластмасс и пластмассовых изделий началось в 1839 году, когда были открыты полистирол (ПС) и вулканизированный каучук [12]. Производство бакелита – первого синтетического полимера, началось в 1907 году в Бельгии [16], но уже к 1930 году его производство распространилось по всему миру, особенно в электротехнической и автомобильной промышленностях [30]. Потребовалось десятилетие после этого, чтобы началось масштабное производство пластмасс, и с тех пор оно постоянно расширяется.

В современном производстве – одноразовая упаковка является крупнейшим сектором, на который приходится почти 40% общего использования пластика в Европе [24]. В 2020 году было подсчитано, что самый высокий уровень производства приходится на Азию с 49% от общего объема мирового производства, при этом, Китай является крупнейшим мировым производителем (28%). Далее следуют Северная Америка и Европа по 19% каждая (остальные регионы имеют меньшие значения).

Текущий мировой уровень производства пластмасс оценивается в 380 млн. тонн, с 1950 по 2019 год во всем мире было произведено около 6,3 млрд. тонн пластика, 9% и 12% из которых были переработаны и сожжены соответственно [5]. Только в Великобритании ежегодно потребляется 5 млн. тонн пластика, из которых только около четверти перерабатывается, а остальная часть вывозится на свалки. Эксперты в области экологии предположили, что к 2050 году в океанах может оказаться пластика больше, чем рыбы (по весу) [5], поскольку ежегодно используется 500 млрд. пластиковых пакетов, из которых около 13 млн. тонн попадает в океан, уничтожая около 100 000 морских жизней [5].

Международное энергетическое агентство «World Energy Outlook» в 2020 году подсчитало, что применение пластиковой упаковки (36% от общего объема) будет иметь непрерывный агрессивный рост, который может удвоиться в течение следующих 15 лет с возможностью четырехкратного увеличения к 2050 году. В таблице 1 отражены, существующие типы пластмасс в зависимости от их компонентов и материалов, используемых при их производстве.

Таблица 1. – Типы пластмасс, их свойства, использование,

вторичная переработка

Типы пластмасс
Использование
Свойства
(характеристика)
Вторичная
переработка
Полиэтилентерефталаты
Одноразовая посуда, столовые приборы
Прозрачный, прочный, устойчивый к растворителям, барьер для газа и влаги, размягчается при 80 ℃
Наполнение подушек и спальных мешков, бутылки для безалкогольных напитков, ковровые покрытия, теплоизоляция зданий
Полиэтилен высокой плотности
Хозяйственные сумки, пакеты для заморозки, ведра, шампунь, бутылки для молока, контейнеры для мороженого, бутылки для сока, бутылки для химикатов и моющих средств, жесткая сельскохозяйственная труба, ящики
Твердый или полуэластичный, устойчивый к химическим веществам и влаге, непрозрачный, размягчается при 75 ℃,
легко окрашивается, обрабатывается и формуется
Мусорные баки, компостные баки
1. Поливинилхлорид (ПВХ);
2. Пластифицированный поливинилхлорид (ПВХ-П)
Контейнер для косметики, водопроводные трубы и фитинги, электропроводка, блистерная упаковка, облицовка стен, кровельное покрытие, бутылки, садовый шланг, подошвы для обуви, оболочка кабеля, мешки для крови и медицинские трубки.
1. Прочный, размягчается при 80 ℃, может быть прозрачным, может подвергаться сварке растворителем;
2. Гибкий, прозрачный, эластичный, можно сваривать растворителем.
Компостный ящик
Полиэтилен низкой плотности
Мешки для мусора, шланги для орошения, мульчирующая пленка, пищевая пленка, пластиковые бутылки.
Мягкая гибкая, восковая поверхность, полупрозрачная, размягчается при 70 ℃,
легко царапается
Вкладыши для мусорных ведер, паллетные листы
Полипропилен (ПП)
Посуда для микроволновки, ланч-боксы, упаковочная лента, садовая мебель, чайники, бутылки и ванночки для мороженого, пакеты для картофельных чипсов, соломинки
Твердый и полупрозрачный, размягчается при 140 ℃, устойчив к растворителям, универсальный
Колышки, корзины, трубы, поддоны
1. Полистирол (ПС);
2. Пенополистирол (ПС-Э)
Футляры для компакт-дисков, пластиковые столовые приборы, имитация стекла, недорогие хрупкие игрушки, видеофутляры, стаканы из вспененного полистирола, защитная упаковка, строительная и пищевая изоляция
1. Прозрачный и непрозрачный, стеклообразный жесткий, полутвердый, размягчается при 95 ℃, подвержен влиянию жира, кислот и растворителей, но устойчив к щелочам, растворам солей, низкое водопоглощение, когда не пигментирован;
2. Специальные типы полистирола (PS)
Корзины
Другие типы
Компоненты автомобилей и бытовой техники, компьютеры, электроника, бутылки-холодильники, упаковка
Включает все свойства смол и материалов, зависящие от вида пластика или комбинации пластиков
Корзины
Источник: составлено автором.

Проанализируем приведённые в таблице 1 типы пластмасс.

Полиэтилентерефталат (ПЭТ) – это тип пластика, который является гладким, прозрачным и относительно тонким. ПЭТ обычно используется при производстве одноразовых заправок для салатов, соков, жидкостей для полоскания рта, растительных масел, косметики, безалкогольных напитков, маргарина и бутылок с водой, поскольку он обладает противовоспалительным действием и полностью жидкий. ПЭТ также является противовоздушным средством, предотвращая попадание в него кислорода [25]. Триоксид сурьмы, неорганическое соединение, используется в качестве катализатора для производства ПЭТФ и вулканизации каучука [9]. Пластмассы, изготовленные из ПЭТ, должны быть защищены от воздействия высоких температур, чтобы предотвратить выщелачивание некоторых токсичных добавок, таких как ацетальдегид, сурьма и фталаты. Сурьма является возможным канцерогеном для человека [9]. Как правило, ПЭТ производится только для одноразового использования [9].

Полиэтилен высокой плотности представляет собой термостойкий пластик, производимый из нефти. Он является основным компонентом холодильников, бутылок для моющих средств, игрушек, контейнеров для молока, различных пластиковых пакетов для продуктов. В полиэтилене высокой плотности нет фталатов. Контейнер из полиэтилена высокой плотности обычно считается безопасным для напитков и продуктов питания, поскольку он не представляет опасности для здоровья, хотя некоторые исследования показали, что длительное воздействие на пластик солнечного света может сделать его вредным [9].

Поливинилхлорид (ПВХ), тип термостойкого полимера, используется для упаковки фруктовых соков, растительного масла. ПВХ считается высокотоксичным из-за присутствия химических компонентов, таких как тяжелые металлы, диоксины, фталаты. В зависимости от непластифицированности ПВХ является гибким, благодаря наличию фталатов. Фталаты вредны для человека, поскольку жизненный цикл ПВХ, включая производство, использование и утилизацию, может вызвать серьезные риски для окружающей среды и здоровья населения.

Полиэтилен низкой плотности термостойкий, хрупкий, гибкий и жесткий. Он обычно используется для упаковки молока, замороженных продуктов и соков. Так как пластик не содержит компонентов, вредных для человеческого организма, его использование считается безопасным для напитков и продуктов питания [9].

Полипропилен, разновидность пластика, прочный и полупрозрачный. Он тяжелее и прочнее полиэтилена, используется для упаковки лекарств, йогуртов, кетчупов, напитков. Пластмассы из полипропилена не содержат вредных веществ и, как и полиэтилен считается безопасными для человека в качестве упаковки для продуктов питания и напитков [9].

Полистирол, тип пластмассы на нефтяной основе, содержит бензол, который является канцерогенным для человека [9]. Полистирол широко используется в производстве изоляторов и упаковочных материалов. Изделия из стирола опасны для здоровья. Исследование, освещённое в докладе «Доути» [29] показало, что длительное воздействие небольшого количества стирола может быть нейротоксичным, и вызывать цитогенетические, канцерогенные и гематологические эффекты.

Управление пластиковыми отходами. Основные проблемы, связанные с пластиковыми отходами, приходятся на микропластик (макро-пластик – это пластики диаметром более 20 мм, микро-пластик – это пластики диаметром менее 5 мм) из-за сложности его мониторинга, и непосредственного воздействия на физическом и химическом уровнях на различные экосистемы [2]. Неадекватное обращение с отходами и беспорядочный сброс пластика в водные акватории являются основными путями попадания его в морскую среду [2]. Выброс в окружающую среду большого количества микропластика происходит в виде косметических продуктов и чистящих ингредиентов, таких как зубная паста и микрогранулы в средствах для умывания.

Примерно 10% бытовых отходов составляют пластмассы, и в основном они попадают на свалку. Несмотря на то, что захоронение отходов является наиболее распространенным (традиционным) подходом к обращению с отходами, во многих странах нехватка мест для захоронения отходов становится серьезной проблемой. Альтернативой захоронению пластиковых отходов является его сжигание, между тем, существуют риски по поводу выброса в атмосферу опасных химических веществ во время процесса сжигания (например, пары пластиковых отходов выделяют галогенсодержащие добавки и поливинилхлорид, фураны, диоксины и полихлорированные бифенилы (ПХД), распространяясь по уровням экосистем [2]).

Недостатком сжигания пластмасс является загрязнение воздуха вредными парами, выбрасываемыми в атмосферу. Нагреватель горения дымоходных систем необратимо повреждается пластиком во время его сжигания, и продукты этого сгорания вредны, как для человека, так и для окружающей среды. Соединения с низкой молекулярной массой могут испаряться прямо в воздух, тем самым загрязняя его, и в зависимости от их разновидностей, одни могут образовывать горючую смесь, другие окисляться в твердом виде. Сжигание пластмасс обычно сопровождается обугливанием, а степень коксования зависит от условий сжигания. В процессе сжигания пластика образуется сажа, пепел и различные порошки, которые оседают на растениях и почве, с возможной миграцией в водную систему. Преимуществом сжигания пластика является рекуперация энергии из пластиковых отходов [6].

В таблице 2 представлены виды соединений при сжигании пластмасс, и их влияние на общественное здравоохранение.

Таблица 2. – Соединения, образующиеся при сжигании пластмасс,

и их негативное воздействие

Виды соединений
Негативные (вредные) воздействия
Ацетальдегид
Повреждает нервную систему, вызывая поражения различной этимологии
Ацетон
Раздражает глаза, дыхательные пути
Бензальдегид
Раздражает глаза, кожу, дыхательную систему, ограничивает работу мозга
Бензол
Канцерогенен, негативно влияет на костный мозг, печень, иммунную систему
Формальдегид
Серьезное повреждение глаз, канцерогенен, может вызвать отек легких
Фосген
Газ применялся во время Первой мировой войны. Разъедает глаза, кожу и органы дыхания
Полихлорированный дибензодиоксин
Канцероген, раздражает кожу, глаза и дыхательную систему. Поражает кровеносную, пищеварительную и нервную системы, печень, костный мозг
Полихлорированный дибензофуран
Раздражает глаза и дыхательную систему, вызывает астму
Соляная кислота
Разъедает глаза, кожу и дыхательные пути
Салициловый альдегид
Раздражает глаза, кожу и дыхательные пути. Это также может повлиять на центральную нервную систему
Толуол
Раздражает глаза и дыхательные пути, может вызвать депрессию
Ксилол
Раздражает глаза, влияет на центральную нервную систему, снижает уровень сознания, ухудшая способность к обучению
Пропилен
Повреждает центральную нервную систему, снижая сознание
Винилхлорид
Канцероген, раздражающий глаза, поражает кожу и дыхательную систему. Негативно влияет на печень, селезенку, органы кроветворения
Источник: составлено автором.

Из-за потенциального воздействия загрязнения на окружающую среду, сжигание пластика в меньшей степени используется для управления отходами по сравнению с переработкой и захоронением. Исключениями из этого правила являются европейские страны, такие как Швеция и Дания, а также Япония, где имеются специальные установки для сжигания твердых бытовых отходов, включая пластмассы. Однако некоторые страны, например, как Венгрия, утвердила на законодательном уровне правила 29/2014. (XI. 28.) Постановление Министерства сельского хозяйства «О сжигании отходов», которое разрешает только лицензированным установкам по сжиганию пластиковых отходов сжигать пластмассы, в то время как все другие формы сжигания пластиковых отходов запрещены [23].

Большинство пластмасс по своей природе не поддаются биологическому разложению, поэтому основная работа заключается в сокращении выбросов отходов, и эффективном управлении и переработки, образующихся отходов. Переработка пластмасс является важным аспектом всемирных усилий по минимизации ежегодных 8 млн. тонн пластмасс в потоке отходов, попадающих в мировой океан [17].

В мировых масштабах существует четыре основных категории вторичной переработки пластмассовых отходов:

- первая (механическая переработка пластика в новый продукт с эквивалентными свойствами);

- вторая (механическая переработка пластмассы в продукт с более низкими свойствами);

- третья (механическая переработка пластмассы в продукт с более низкими свойствами, с помощью рекуперации химических компонентов пластмасс);

- четвёртая (непосредственно рекуперация энергии из пластмасс).

По сравнению с прибыльной переработкой металлов, но аналогично низкой стоимости переработки стекла, переработка пластмасс часто является более сложной задачей из-за низкой плотности и низкой стоимости. Кроме того, есть несколько технических проблем, которые необходимо решать при переработке пластика. Сплавление разных видов пластика часто приводит к фазовому разделению, подобному тому, что происходит в масле и воде, и они застывают в этих слоях. Возникающие в результате фазовые границы ответственны за структурную слабость конечного продукта (продуктов), что ограничивает применение этих полимерных смесей. Это относится к полиэтилену и полипропилену, являющиеся двумя широко производимыми пластиками, поэтому их использование для вторичной переработки ограничено. Для решения этой проблемы были предложены блок-сополимеры, в качестве формы макромолекулярного сварочного флюса в одних случаях и молекулярные швы в других, чтобы преодолеть разделение фаз во время переработки пластика.

Между тем, отдельные страны используют политику поощрения вторичной переработки отходов, например, «Директива ЕС» об упаковке и упаковочных отходах (94/62/EC). Впоследствии, это привело к тому, что в Германии было принято законодательство о расширенной ответственности производителя, в результате чего появилась схема «Зеленая точка» по утилизации и переработки упаковки. В Великобритании, ответственность производителя была введена в действие через схемы составления и продажи сертификатов на утилизацию упаковки, а в последнее время был введен сбор (налог) за захоронение отходов для финансирования ряда мероприятий по их сокращению.

Загрязнение окружающей среды пластиковыми отходами. Распространение пластиковых отходов коррелирует с численностью населения. В связи с чем, увеличение численности населения привело к активному спросу на пластмассы и пластмассовые изделия. Беспорядочная утилизация отходов данного вида приводит к загрязнению окружающей среды, и наносит вред здоровью населения, а именно: загрязнение почв, загрязнение воды, загрязнение воздуха, пагубное воздействие пластиковых отходов на животных и здоровье населения, негативное воздействие пластиковых добавок на человека. Рассмотрим подробнее перечисленные аспекты.

Загрязнение почвы (земли). Выброс пластика на землю или его захоронение на свалках приводит к абиотической и биотической деградации пластмасс, а когда добавки, используемые в производстве пластмасс (например, стабилизаторы, вредные красящие компоненты, пластификаторы и тяжелые металлы) выщелачиваются, они попадают в различные экосистемы, вызывая их загрязнение. Хлорированные пластики способны в высокой степени выщелачивать токсичные химические вещества в почву, и впоследствии просачиваться в подземные воды или окружающую водную систему, тем самым загрязняя не только водную экосистему, но и животную и человеческую среду обитания. Например, метан – опасный парниковый газ, который значительно способствует глобальному потеплению, высвобождается во время микробного биоразложения пластмасс [8].

Загрязнение воды. Как правило, пластик в океанах может разлагаться в течение года, но не полностью. Во время этого процесса в воду выделяются токсичные химические вещества, такие как полистирол и др., вызывая загрязнение воды. Отходы, обнаруженные в океанах, примерно на 80% состоят из пластика. Пластмассовый мусор, плавающий в океане, очень быстро заселяется морскими организмами. Загрязняющие вещества из микропластика биодоступны для многих морских организмов из-за их присутствия в бентических и пелагических экосистемах. В морской экосистеме пластмассы концентрируют и поглощают загрязняющие вещества, присутствующие в воде из различных других источников. Примерами таких загрязнителей являются стойкие органические загрязнители, такие как нонилфенол, ПХД, дихлордифенилдихлорэтилен (ДДЭ) и фенантрен. Более 260 видов морских организмов (черепахи, беспозвоночные, морские птицы, рыбы и млекопитающие) проглатываются или запутываются в пластиковом мусоре, что приводит к ограничению их движения, питания, репродуктивной способности, рваным ранам и возможной смерти [3].

Загрязнение воздуха. Углекислый газ и метан выбрасываются в воздух, когда пластиковые отходы были захоронены, и через какое-то время начали разлагаться. (диоксид углерода, углекислый газ, угольный ангидрид – бесцветный газ) также выбрасывается в атмосферу во время сжигания пластика и пластиковых изделий, и этот способен улавливать лучистое тепло и препятствовать его выходу из земли, вызывая глобальное потепление [10]. Загрязнение воздуха является одной из основных экологических угроз для здоровья населения и причиной более 6 миллионов смертей, связанных с загрязнением окружающей среды [10]. Роль пластика в загрязнении воздуха во всех странах мира невозможно переоценить, и его негативное влияние на будущие поколения может быть огромным [10].

Воздействие пластиковых отходов на животных. Пищевые продукты, потребляемые человеком, могут быть не качественными и не безопасными, если животные были отравлены токсичными компонентами из отходов пластмасс [14]. Животные подвергаются воздействию пластиковых отходов в основном при проглатывании и запутывании (большинство из них ошибочно принимают пластиковые отходы, выброшенные в океан, за пищу). Кроме того, запутывание в пластиковых изделиях, таких как сети, может причинить вред, ущерб и даже смерть морским животным. Загрязнение водной среды пластиковыми отходами оказывает сильное влияние на морских черепах и других обитателей, основной пищей которых являются медузы, потому что они часто путают выброшенные пластиковые пакеты с ними. Подобная ситуация характерна для морских птиц, которые могут перепутать микропластик с каракатицей или с рыбами, принимая пластиковые отходы за свою естественную добычу. Проглатывание пластиковых отходов может вызвать закупорку и физическое повреждение пищеварительной системы птиц, что приводит к голоданию, недоеданию и, в конечном итоге, к смерти. Многие птицы, черепахи, рыбы, тюлени и другие морские животные погибли, утонув или задохнувшись в результате запутывания в пластиковом мусоре. Коралловые рифы повреждаются в результате волочения сетей и других пластиковых изделий по морскому дну.

В таблице 3 систематизировано воздействие различных видов пластика на животных и механизм(ы) их действия.

Таблица 3. – Воздействие пластиковых отходов на животных

и механизм(ы) их действия

Вид
Тип пластика
Эффекты
Большой буревестник
Крышка от пластиковой бутылки
Голодание из-за желудочно-кишечной непроходимости
Магелланов пингвин
Различные фрагменты пластика
Перфорация желудка
Морские черепахи,
кожистая черепаха
Пластиковые пакеты и прочий мусор
Препятствие движению детенышей к морю, закупоривает и повреждает клоаку, препятствует откладыванию яиц
Японская медака
Пластик в виде частиц
Печеночный стресс
Орхидея горбатая
Пластиковые пакеты
Выщелоченные нонофенольные добавки вызывают смертность
Личинка окуня
Частицы микропластика
Замедление вылупления, снижение скорости роста и негативное изменение поведения
Морской котик
Пластиковые частицы
Биоаккумуляция твердых частиц пластика от хищной рыбы
Кашалот
Пластиковые пакеты и мусор
Разрыв желудка и голодание
Австралийский морской лев
Пластиковые рыболовные снасти
Запутывание вызывает смертность
Моллюски
Частицы микропластика
Накопление микропластика в кровеносной системе
Устрица
Частицы микропластика
Вмешательство в поглощение энергии и воспроизводство
Норвежский лобстер
Пластиковые нити и частицы
Проглатывание, и накопление пластика в кишечнике
Источник: составлено автором.

Воздействие пластиковых отходов на здоровье населения. Большинство добавок, присутствующих в пластмассах, являются потенциальными канцерогенами и эндокринными разрушителями [11]. Проглатывание, контакт с кожей и вдыхание химических соединений пластмасс являются основными путями воздействия этих добавок на человека. Микропластики являются основными загрязнителями, которые могут биоаккумулироваться в пищевой цепи после попадания в организм широкого круга пресноводных и морских организмов, что создает огромный риск для здоровья населения [1]. Потребление человеком животных, подвергшихся воздействию микропластика и пластиковых добавок, может быть очень вредным. Исследования биомониторинга тканей человека показали, что пластиковые компоненты сохраняются в человеческой популяции благодаря измерению загрязнителей окружающей среды [1].

Воздействие пластиковых добавок на здоровье населения. В производстве пластмасс используются различные добавки, и, как свидетельствует практика, они оказывают различное вредное воздействие на человека.

В таблице 4 показаны различные типы добавок, используемых в производстве пластмасс, и их воздействие.

Таблица 4. – Добавки, используемые в производстве пластика, и их воздействие

на общественное здравоохранение

Токсичные добавки
Использование
Воздействие на общественное здравоохранение
Виды пластика
Бисфенол А
Пластификаторы, консервный вкладыш
Имитирует эстроген, расстройство яичников
Поливинилхлорид (ПВХ),
Поликарбонат (ПК)
Фталаты
Пластификаторы, искусственные ароматизатор
Нарушение тестостерона, подвижности сперматозоидов
Полистирол (ПС), Поливинилхлорид (ПВХ)
Стойкие органические загрязнители (СОЗ)
Пестициды, антипирены
Возможное неврологическое и репродуктивное повреждение
Все пластмассы
Диоксины
Образуется при низкотемпературном горении ПВХ
Канцероген, мешает тестостерону
Все пластмассы
Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ)
Используется в производстве пестицидов
Оказывает токсичность на развитие репродуктивной системы
Все пластмассы
Полихлорированные бифенилы (ПХД)
Диэлектрики в электрооборудовании
Влияет на гормон щитовидной железы
Все пластмассы
Стирол мономер
Продукт разбивки
Канцероген, может образовывать аддукты ДНК
Полистирол
Нонилфенол
Антистатик, антизапотеватель, поверхностно-активное вещество (в моющих средствах)
Имитирует эстроген
ПВХ
Источник: составлено автором.

Проанализируем токсичные добавки, используемые в производстве пластмасс, имеющих высокую степень воздействия на общественное здравоохранение.

Бисфенол А (БФА). Внутреннее покрытие консервных банок, многоразовых бутылочек для воды, в том числе детских бутылочек, изготавливаются с использованием БФА. В результате многократного использования контейнеров для напитков и пищевых продуктов, молекулы БФА могут выщелачиваться из пластика в напитки и продукты питания и соответственно наносить вред. Процесс выщелачивания БФА из пластика ускоряется при хранении кислых или щелочных продуктов, разрушая пластиковые полимеры [7]. БФА является эндокринным разрушителем, который имитирует эстроген у женщин. БФА изменяет экспрессию генов оси гормонов щитовидной железы, тем самым изменяя его биологические функции, такие как метаболизм и развитие [7]. Воздействие повышенных концентраций БФА на детей и женщин репродуктивного возраста представляет серьезную проблему для общественного здравоохранения из-за более высокого уровня уязвимости.

Фталаты 1,2-бензолдикарбоновые кислоты состоят из разнообразных групп диэфиров фталевой кислоты, и производятся в больших объемах (с 1930-х годов), особенно при производстве упаковки для пищевых продуктов, плащей, медицинских устройств, игрушек, шлангов, виниловых напольных покрытий и занавесок для душа, составляя высокомолекулярные фталаты (ДЭГФ) [7]. Фталаты с низкой молекулярной массой – дибутилфталат (ДБФ) и диэтилфталат (ДЭФ) используются в качестве растворителей при производстве таких продуктов, как лаки, покрытия, средства личной гигиены (например, косметика, духи и лосьоны) [7].

Фталаты являются эндокринными разрушителями с антиандрогенной активностью [7]. Дети чаще всего подвергаются воздействию фталатов из-за того, что находятся в постоянном контакте с такими предметами, как пластиковые игрушки, а также с веществами, загрязненными фталатами. Частое использование средств личной гигиены может увеличить уровень воздействия фталатов с низкой молекулярной массой.

Бромированный антипирен. В производстве пластмасс бромированные антипирены являются сырьем, используемым в целях безопасности (тетрабромбисфенол А (ТББФА) и полибромдифениловые эфиры (ПБДЭ). Они присутствуют в различных пластмассовых изделиях, таких как электронные термопласты (например, компьютеры, телефоны и телевизоры) и ткани [13]. Около 5-30% по весу пластиковых изделий составляют ПБДЭ, и они химически не связаны с полимером, что позволяет ПБДЭ выщелачиваться и загрязнять окружающую среду [13]. ПБДЭ и ТББФА разрушают гормоны, изменяя активность щитовидной железы и эстрогена, тем самым вызывая нарушение развития как нервной, так и репродуктивной систем [13]. Высокие концентрации ПБДЭ были обнаружены в сыворотке, грудном молоке и жировой ткани у подвергшихся воздействию людей (дети подвергаются более высокому уровню воздействия ПБДЭ, чем взрослые) [22].

Полихлорированные бифенилы (ПХБ). В течение последних 100 лет морская пищевая цепочка постоянно загрязняется полихлорированными бифенилами (ПХБ) [22]. Проглатывание водными обитателями ПХБ вызывает нарушения репродуктивной функции, усиливает распространение заболевания, изменяет уровень гормонов и приводит к летальным исходам [21]. Загрязнение ПХД морской пищевой системы происходит через микропластик, и вреден даже при очень низких концентрациях [21].

Заключение

Мировое производство пластмасс, и связанного с этим загрязнение окружающей среды показали, что пластиковые отходы представляют собой серьезную экологическую проблему. Несмотря на то, что пластмассы очень полезны в быту, токсичные химические вещества, используемые в производстве, нуждаются в тщательном контроле, чтобы обеспечить экологическую безопасность. Государственным учреждениям и органам здравоохранения необходимо в ближайшей перспективе принять и обеспечить соблюдение законов об охране окружающей среды, которые будут контролировать производство, использование и утилизацию пластмасс.

По обеспечению экологической безопасности в аспекте воздействия утилизации пластиковых отходов на здоровье населения и окружающую среду, автор предлагает следующие рекомендации.

Актуализировать политику и обеспечить её адекватную реализацию. Для борьбы и сдерживания постоянного загрязнения окружающей среды пластиком необходима реалистичная политика, и обеспечение ее соблюдения. Должна быть принята политика классификации вредных ингредиентов в пластмассовых изделиях. Также важно, чтобы правительства всех стран обеспечивали соблюдение и рациональную имплементацию правил, которые будут контролировать производство, потребление, использование и возможную утилизацию пластмасс, независимо от их опасного статуса.

Управление пластиковыми отходами и их переработка. В снижении токсического воздействия пластиковых отходов на окружающую среду и здоровье населения важную роль играет управление отходами. Для глобального сокращения пластикового мусора и загрязнения океана необходимо улучшить надлежащий сбор, обработку и утилизацию пластиковых отходов.

Доступность информации в области экологических проблем, связанных с пластиковыми отходами. Необходимо приложить усилия для просвещения населения в целом о потенциальном воздействии загрязнения пластиковыми отходами на окружающую среду и их здоровье. Это будет иметь большое значение для снижения уровня загрязнения и сохранения качества окружающей среды. Образовательные программы по экологической безопасности на разных уровнях должны включать способы сокращения пластикового загрязнения и системы управления отходами в качестве информационных ресурсов.

Биопластики как альтернатива. Биопластик – это пластик, полученный из целлюлозы древесной массы британским химиком в 1850-х годах. В настоящее время биопластики можно производить из различных биоразлагаемых и небиоразлагаемых материалов, включая сорняки, коноплю, растительное масло, картофельный крахмал, целлюлозу, кукурузный крахмал и т. д. Биопластики на основе сахара могут разлагаться при условиях компостирования и безвредны для окружающей среды, поскольку при их производстве требуется меньше ископаемого топлива по сравнению с другими видами пластика. Производство биопластиков снижает потребление невозобновляемой энергии и сокращает выбросы парниковых газов.


Источники:

1. Гудимов А.В. Самый современный биомониторинг водной среды. / Путь в науку: материалы региональной научно-практической конференции. - Мурманск: Мурманский арктический государственный университет, 2018. – 40-41 c.
2. Дрегуло А.М., Ходачек А.М. Международный и российский опыт в сфере обращения с отходами тары и упаковки // Инновации. – 2021. – № 2(268). – c. 16-23. – doi: 10.26310/2071-3010.2021.268.2.003.
3. Казмирук В.Д. Микропластик в окружающей среде: нарастающая проблема планетарного масштаба. / Монография. - Москва: Ленанд, 2020. – 432 c.
4. Накупов М.С. Пластмассы. Преимущество пластмасс, в сравнении с другими материалами. Производство и использование пластмасс // Студенческий вестник. – 2021. – № 20-6(165). – c. 35-37.
5. Никитин О.В., В. Латыпова В.З., Ашихмина Т.Я. и др. Микроскопические частицы синтетических полимеров в пресноводных экосистемах: изученность и современное состояние // Теоретическая и прикладная экология. – 2020. – № 4. – c. 216-222. – doi: 10.25750/1995-4301-2020-4-216-222.
6. Пипия Л.К., Елкин А.Г. Переработка пластмасс: оценка рынка и перспективы // Наука за рубежом. – 2018. – № 75. – c. 1-33.
7. Сапрыкин А.И., Самойлов П.П. Микро- и нанопластики в окружающей среде (Аналитика, источники, распределение и проблемы экологии) // Экология. Серия аналитических обзоров мировой литературы. – 2021. – № 110. – c. 1-115.
8. Снакин В.В., Доронин А.В., Фрейбергс Г. и др. Метан в атмосфере: динамика и источники // Жизнь Земли. – 2017. – № 4. – c. 365-380.
9. Соколов Ю.И. Риски тотального пластикового загрязнения планеты // Проблемы анализа риска. – 2020. – № 3. – c. 30-43. – doi: 10.32686/1812-5220-2020-17-3-30-43.
10. Струкова М.Н., Жерносек А.В. Перспектива переработки пластиковых отходов в России // Экологические проблемы региона и пути их разрешения: Материалы XV Международной научно-практической конференции,. Омск, 2021. – c. 124-127.
11. Юсупхаджиева А.В., Мусаева И.М., Исраилова С.А. Воздействие утилизации пластиковых отходов на здоровье населения и окружающую среду // Современные проблемы естествознания: материалы ІV региональной научно-практической конференции студентов и молодых учёных. Грозный, 2020. – c. 311-316.
12. Andrady A.L., Neal M.A. Applications and societal benefits of plastics // Philosophical Transactions of The Royal Society B Biological Sciences. – 2009. – № 1526. – p. 1977-1984. – doi: 10.1098/rstb.2008.0304.
13. Comanita E.D., Hlihor R.M., Ghinea C., Gavrilescu M. Occurrence of plastic waste in the environment: Ecological and Health risks // Environmental Engineering and Management Journal. – 2016. – № 3. – p. 675-685. – doi: 10.30638/eemj.2016.073.
14. Daniel D.C. Creating a sustainable future // Jones and Bartlett Learning. – 2004. – p. 517-518.
15. Derraik J.G. The pollution of the marine environment by plastic debris // Marine pollution bulletin. – 2002. – № 9. – p. 842-852.
16. Geyer R., Jambeck J.R., Law K.L. Production, use, and fate of all plastics ever made // Science Advances. – 2017. – № 7. – doi: 10.1126/sciadv.1700782.
17. Hardesty B.D., Good T.P., Wilcox C. Ovel methods, new results and science based solutions to tackle marine debris impacts on wildlife // Ocean & Coastal Management. – 2015. – p. 4-9. – doi: 10.1016/j.ocecoaman.2015.04.004.
18. Jambeck J.R., Geyer R., Wilcox C., Siegler T.R., Perryman M., et al. Plastic waste inputs from land into the ocean // Science. – 2015. – p. 768-771.
19. Joint Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Environmental Protection (GESAMP). / Sources, fate and effects of microplastics in the marine environment: Part two of a Global Assessment. - London, 2016.
20. Kaiser J. The dirt on ocean garbage patches // Science. – 2010. – № 5985. – p. 1506. – doi: 10.1126/science.328.5985.1506.
21. Kershaw P., Katsuhiko S., Lee S., Samseth J., Woddring D. Plastic debris in the ocean. , 2011. – 20-33 p.
22. Mouat J., Lozano R.L., Bateson H. Economic Impacts of marine litter // KIMO Int Conference. 2010. – p. 117.
23. Nagy A., Kuti R. The Environmental Impact of plastic waste Incineration // Aarms – academic and applied research in military and public management science. – 2016. – № 3. – p. 231-237. – doi: 10.32565/aarms.2016.3.3.
24. Plastics Europe. Plastics-The Facts. An analysis of European plastics production, Demand and waste data. Brussels, Belg: Plast Eur. - 2016
25. Proshad R., Islam M.S., Kormoker T., Haque M.A., Mahfuzur Rahman M.D., et al. Toxic effects of plastic on human health and environment: A consequences of health risk assessment in Bangladesh // International Journal of Health. – 2018. – № 1. – doi: 10.14419/ijh.v6i1.8655.
26. Rochman C.M., Browne M.A., Halpern B.S., Hentschel B.T., Hoh E., et al. Policy: Classify plastic waste as hazardous // Nature. – 2013. – № 7436. – p. 169-171. – doi: 10.1038/494169a.
27. Thompson R.C., Olsen Y., Mitchell R.P., Davis A., Rowland S.J. Lost at sea: Where is all the plastic? // Science. – 2004. – № 5672. – p. 838. – doi: 10.1126/science.1094559.
28. Wilcox C., Van Sebille E., Hardesty B.D. Threat of plastic pollution to seabirds is global, seabirds, pervasive and increasing // Proceedings of the National Academy of Sciences. – 2015. – № 38. – p. 11899-11904. – doi: 10.1073/pnas.1502108112.
29. World Economic Forum. The New Plastic Economy, Rethinking the future of plastics. - 2016. - 1-36
30. Worm B., Lotze H.K., Jubinville I., Wilcox C., Jambeck J. Plastic as a Persistant Marine Pollutant // Annual Review of Environment and Resources. – 2017. – p. 1-26. – doi: 10.1146/annurev-environ-102016-060700.

Страница обновлена: 10.03.2022 в 22:47:48