Биология

Биологи провели эксперимент с тремя видами чайных пакетиков и выяснили, что мешочки, сделанные целиком из натурального сырья, по степени негативного воздействия на почву и ее обитателей могут сравниться со стандартными пластиковыми аналогами.

На фоне усиливающейся обеспокоенности общества из-за загрязнения окружающей среды производители продуктов питания, упаковок и прочих товаров стремятся сократить использование конкретных видов одноразового пластика. С недавних пор в список того, от чего стоит отказаться, попали «некомпостируемые» чайные пакетики из полипропилена. Вместо них стали предлагать экологичные, то есть биоразлагаемые.

Такие мешочки для чая изготавливают из синтетического вещества, в основе которого — полимолочная кислота (полилактид, PLA). Этот полимер получают из возобновляемых ресурсов, например кукурузы или сахарного тростника. PLA может разлагаться на промышленных предприятиях по компостированию при стабильном и оптимизированном уровне pH, температуре более 55 градусов Цельсия, в аэробных условиях.

Однако в домашних условиях или в естественной среде из-за более низких и колеблющихся температур скорость разложения полилактида может быть как минимум в 4,5 раза медленнее, чем на специализированных предприятиях. В результате остатки пластика рискуют все равно попасть в окружающую среду вместе с компостом — по оценкам, ежегодно этот объем может достигать 26,4 килограмма пластика на гектар земли.

Хотя биоразлагаемый пластик иногда позиционируют как более «экологически чистый» по сравнению с обычным пластиком на основе ископаемого топлива, некоторые исследования показали, что эти материалы вызывают сравнимые экотоксикологические эффекты. Проверить, так ли это в случае различных чайных пакетиков, взялись биологи из университетов Плимута и Бата в Великобритании. Их статья опубликована в журнале Science of The Total Environment.

«Известно, что обычные пластиковые чайные пакетики на основе ископаемого топлива очень медленно разлагаются в почве. Целью нашего исследования было не сравнить такие пластиковые чайные пакетики с аналогами, изготовленными из биологического сырья, а выяснить, разлагаются ли в почве новые, „более экологичные“ пакетики для чая», — объяснили ученые.

Они выбрали три бренда черного чая с маркировкой «на растительной основе» и/или «биоразлагаемый» как минимум из пяти разных коробок, купленных в магазинах Плимута с июля по октябрь 2021 года. Предварительные эксперименты показали, что при трехминутном заваривании в кипяченой воде мешочки не проявили существенных изменений свойств своего материала.

Последующие этапы исследования биологи провели с неиспользованными пакетиками. Три вида упаковки, о которых идет речь:

А) из целлюлозы и полилактида в соотношении 2,4 к 1 (то есть большая часть состояла из натуральных волокон);

B) из целлюлозы и полилактида в соотношении 3,5 к 1;

C) целиком из кукурузного крахмала и бумаги, без пластика (такие пакетики разлагаются при промышленном компостировании в течение 12 недель).

Суть эксперимента заключалась в том, что мешочки разрезали по одному краю и взвесили, предварительно высыпав чай. Затем их помещали в отдельные полиэтиленовые сетчатые пакеты, которые запечатывали и маркировали. Вместе с регистратором температуры образцы закопали на глубине 10 сантиметров на окраине поля в Корнуолле, а спустя семь месяцев достали и вновь привезли в лабораторию.

«По прошествии семи месяцев мы зафиксировали видимые изменения в пакетиках на основе целлюлозы, так как материал утратил структурную целостность. Также были заметны различия в потере массы: образцы A и B потеряли значительно большую массу, чем C, — в среднем 66 ± 5 % и 78 ± 4 % от общего показателя. Они имели более низкую плотность и укорочение целлюлозных волокон, в то время как все еще была заметна пленка полилактида. Напротив, чайные пакетики, изготовленные из крахмала, не показали никаких признаков разложения и потери массы. У них отсутствовали грубые морфологические и заметные микроскопические изменения», — подчеркнули биологи.

Помимо этого, исследователи проверили, как чайные пакетики влияют на рост и размножение компостных малощетинковых червей Eisenia fetida на протяжении 28 дней. Животных помещали в почву как без пакетиков (контрольная группа), так и с их фрагментами, но в разных количествах, соответствоваших половине, одному и двум чайным пакетикам.

Эксперимент в лаборатории позволил подтвердить, что при максимальной «дозировке» образец А — из целлюлозы и полилактида в соотношении 2,4 к 1 — смертность взрослых особей возрастала незначительно, до 7%. Также увеличивались количество коконов и средняя масса молоди. Однако даже при среднем воздействии целиком «экологичных» образцов их число снижалось, а смертность червей составляла 5%, 2% и 15% для трех разных условий.

«Эти побочные эффекты сопоставимы с теми, что наблюдаются в случае небиоразлагаемого пластика нефтехимического происхождения. Следовательно, материал на „растительной“ основе не предлагает более „экологичной“ альтернативы», — констатировали биологи. Меньше всего на подопытных повлияли образцы В из целлюлозы и полилактида в соотношении 3,5 к 1.

Авторы исследования призвали дать комплексную и справедливую оценку для «заменителей пластика», чтобы гарантировать, что меры, прописанные в международных соглашениях о борьбе с пластиковым загрязнением, не приведут к непредвиденным негативным последствиям.