Микропластмасите са химически активни във вода и отделят увреждащи биологичните тъкани съединения. Това установиха изследователи от Колумбийския университет и Калифорнийския университет в Бъркли, чиято научна работа е представена в сп. Nature. Изследването обръща внимание на промяната на свойствата на пластмасата при нейното фино раздробяване и обяснява част от неблагоприятните ефекти от частите в организма.

От десетилетия пластмасата е предпочитан материал заради устойчивостта в сравнения с други материали, евтината си цена и сравнително слабата химична реактивност, поради което се използва широко в промишлеността, включително хранително вкусовата и медицинските консумативи. Околната ни среда е претоварена от използвани пластмасови продукти и елементи, част от които се раздробяват на дребни частици. Тези частици попадат и в почвата и питейната вода и вече се откриват в различни човешки тъкани, включително толкова деликатни органи като млечни жлези, тестиси, от които зависи изхранването на новите поколения и качеството на репродуктивните способности, и мозъка. Един от проблемите на микрочастиците е, че тяхното множество дава много по-голяма обща повърхност, което увеличава негативния ефект при контакта с течности. Още по неприятното е, че учените сега разбиват старите митове за ниската химическа активност на пластмасата – те откриват условия за по-високата химическа активност, когато тя е фино раздробена.  

Изследователите разглеждат реактивните кислородни форми (ROS), които са група химически активни вещества, включително и свободни радикали. При взаимодействието на микропластмасовите частици с вода те документират спонтанно образуване на реактивни кислородни форми, като преобладават хидроксилните радикали. Последните могат да реагират с биологични молекули и да променят свойствата им, като по-опасни са пластмасите с по-ниска хидрофобност, при която се получава по-силно образуване на реактивни кислородни форми. От значение за взаимодействието между частиците и водата е и обмяната на електрични заряди.

Екипът на проф. Тереза Хед-Гордън от Колумбийския университе в Бъркли чрез изчислителни модели открива, че във водния слой около микропластнасовите частици се обменят електрони, което променя йоните от водните молекули и средата около тях. Като се добави и елекричното взаимодействие се получава предпоставки за реакцията и отделяне на хидроксилни радикали.

Учените използват полиетилен, полипропилен, полистирен, поливинилхлорид, полиметилметакрилат и полиетилентерефталат, често използвани видове пластмаса. Провеждат химични и биологични експерименти с теоретични изчисления и молекулярни симулации.

При контакт на полистиренови частици с лизозим при биологични експерименти учените наблюдават промяна на протеиновите структури и постепенно образуване на техни агрегати. Любопитното е, че добавянето на кофеин силно потиска процеса – кофеинът е вещество, което има способността да уловя свободните радикали. 

Неприятното е, че при контакта между полистиренови микрочастици и червени кръвни клетки част от последните се деформират и фрагментират като степента на това разрушаване на еритроцитите е различна при различните пластмаси. 

Предвид че живите организми и клетки съдържат високо количество вода рискът от химични реакции и биологично увреждане е реален, още повече че изследователите установяват образуване на радикали и в по-сложни среди, какъвто е серумът. 

Какъв може да е размерът на щетите за човешкото тяло тепърва ще се измерва. Естествено, от значение е концентрацията на микропластмаси в досег с тъканите.

При изследване през 2024 г. част от същия научен екип с помощта на лазерна микроскопска технология установява, че в литър бутилирана вода има средно 240 000 пластмасови фрагмента, повечето от които са с размер на наночастици. Това показа до каква степен по-старите методи остават ненадеждни за измерване на пластмасово натоварване.

Микропластмасите попадат във водата ни не само заради производството на пластмаси или от нагряването на пластмасови съдове за хранене, но и от дейности, които първоначално рядко можем да свържем с това, като прането на дрехи и друг текстил, излагане на бутилирана вода на слънце, съхранение на вода в пластмасови бидони на открито и други. 

Поне свързаните с храненето производствата на пластмаса отдавна са насочени към разработване и прилагане на материали с по-ниска повърхностна реактивност, но сега трябва да се положат усилия и за разбиране на вредите от пластмасата при раздробяването ѝ и намиране на още нови решения за опазване на околната среда и здравето. Настоящето изследване дава конкретен механизъм, който следва да бъде проверяван при различни условия на такова излагане.