Биоразлагаемые полимеры решат проблему микропластика

Российские ученые нашли замену неорганической и полиэтиленовой мульче — слою материала, которым покрывается земля вокруг стебля. Она необходима для сохранения влаги в почве. Новые материалы на основе полиэфиров разлагаются под действием ультрафиолетового излучения и безопасны для растений. Замена полиэтиленовой мульчи новыми биоразлагаемыми материалами позволит снизить загрязнение окружающей среды микропластиком. Результаты исследования ученые представили на Первой Всероссийской конференции «Микропластик в науке о полимерах», проходившей в Великом Новгороде 19-21 октября.

Большинство пластиковых изделий попадает в окружающую среду в результате деятельности человека. К сожалению, из-за ограничений технологий вторичной переработки и их длительного срока службы большие куски пластика, попавшие в окружающую среду, разлагаются под воздействием механического износа, ультрафиолетового излучения и температуры. В результате образуются более мелкие кусочки пластика размером меньше 5 мм, так называемые «микропластики».

Текущие исследования выявили присутствие микропластика во многих водных экосистемах. Кроме того, микропластик также был обнаружен в тканях людей и животных, а также растений. Микропластики привлекли внимание всего мира из-за их комплексного токсического воздействия на водные организмы. В частности, они вызывают воспаление, нарушают обмен веществ, подавляют рост и многое другое. Эти проблемы заставили ученых задуматься о том, как снизить нагрузку на окружающую среду в отраслях, непосредственно связанных с природой, например в сельском хозяйстве. При выращивании растений часто используется метод мульчирования. При нем специалисты покрывают почву вокруг растений разными органическими и неорганическими материалами. Неорганическая мульча не поддается биоразложению и должна быть удалена в конце сезона сбора урожая. Однако значительная часть полиэтиленовой мульчи остается на полях и постепенно преобразуется в микропластик.

В настоящее время ученые разрабатывают новые биоразлагаемые полимерные мульчирующие материалы, которые даже при фрагментации продолжают разрушаться под действием биотических и абиотических факторов. Из доступного ассортимента полимеров выделяются полилактид, поликапролактон, полигидроксибутират и другие биоразлагаемые полимеры, которые могут заменить полиэтиленовую мульчу. Исследователи из Российского экономического университета имени Г.В. Плеханова и Института биохимической физики имени Н.М. Эмануэля решили изучить свойства пленочных материалов на основе этих соединений. После испытаний мульчирующих материалов в почве в течении 28 дней ученые выяснили, что композиционные материалы на основе приведенных выше полимеров эффективно подвергаются биоразложению.

Получение безопасных материалов, пригодных для использования в агропромышленном комплексе позволит отказаться от пластиковых полимеров и хотя бы частично решить проблему накопления микропластика в природе.

Материал подготовлен при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий»