В течение последнего десятилетия специалисты в области экологии и химии провели обширные исследования процесса биодеградации сигаретных фильтров в естественных условиях. Полученные данные демонстрируют крайне низкую степень биоразлагаемости этих материалов, что приводит к их длительному пребыванию в окружающей среде и выделению микропластических частиц, оказывающих значительное негативное воздействие на экосистемные процессы.
Основным компонентом сигаретных фильтров является ацетат целлюлозы — высокомолекулярный синтетический полимер, характеризующийся высокой устойчивостью к биологическим процессам разложения. Этот материал широко применяется для фильтрации токсичных веществ, образующихся при сгорании табачных изделий. Однако его химическая структура, включающая высокомолекулярные цепи и устойчивость к гидролизу, существенно затрудняет его естественное разложение, что способствует накоплению отходов в природных средах.
Ранее исследования, посвящённые анализу воздействия отходов от курения, в основном ограничивались изучением начальных стадий загрязнения почв и водных объектов в краткосрочной перспективе. Для более глубокого изучения механизмов разложения сигаретных фильтров и их долгосрочных последствий для экосистем потребовалось проведение комплексных и длительных экспериментальных исследований.
В рамках текущего проекта учёные осуществили эксперимент, в ходе которого тысячи окурков были помещены в сетчатые контейнеры и размещены в трёх различных условиях: на асфальтированной поверхности, в песчаной почве и на лугу. На протяжении десятилетнего периода специалисты систематически проводили мониторинг изменения массы контейнеров.
В первые годы исследования наблюдалось постепенное уменьшение массы окурков под воздействием атмосферных осадков и разрушения бумажной оболочки. Однако со временем процесс биодеградации значительно замедлился, что обусловлено высокой устойчивостью ацетата целлюлозы к разложению. В условиях асфальтового покрытия процесс разложения практически приостановился, при этом масса окурков уменьшилась на 52%. В песчаной почве разложение шло более интенсивно (масса уменьшилась на 84%), но полного разложения материала так и не произошло. Микропластические частицы, образующиеся в процессе деградации фильтров, трансформировались в мелкую пыль, проникающую в почвенный слой с атмосферными осадками.
Во всех исследуемых условиях полное разложение пластиковых компонентов не наблюдалось. С использованием электронного микроскопа учёные выявили, что разрушенные волокна фильтров распадаются на микроскопические частицы, проникающие в почвенный слой.
Для оценки токсичности микропластических частиц были приготовлены водные растворы на их основе, и проведены тесты на бактериях, чувствительных к токсичным веществам. Растворы, изготовленные из новых фильтров, продемонстрировали высокую токсичность, обусловленную наличием никотина и тяжёлых металлов. Со временем уровень токсичности постепенно снижался, но через пять лет было зафиксировано его резкое увеличение. Это могло быть связано либо с процессом разложения микропластика, либо с колонизацией пористой структуры фильтров микроорганизмами, способными синтезировать токсичные метаболиты.
Таким образом, проведённые исследования убедительно подтвердили высокую устойчивость ацетата целлюлозы к биодеградации. Разложение сигаретных фильтров приводит к образованию микропластических частиц, сохраняющих токсичность на длительный период времени и оказывающих значительное негативное воздействие на экосистемы. Полученные данные подчёркивают необходимость разработки и внедрения альтернативных материалов для сигаретных фильтров, обладающих высокой биоразлагаемостью и минимизирующих загрязнение окружающей среды, сообщает progorodsamara.ru.