1314
Забруднення водойм мікропластиком може бути значно масштабнішим, ніж показували попередні оцінки. Новий метод, що поєднує спектральну проточну цитометрію та машинне навчання, виявив у природній воді величезну кількість дуже дрібних пластикових частинок, які раніше часто залишалися поза межами вимірювань. У деяких зразках концентрація виявилася до 656 разів вищою за старі оцінки.
Головна проблема традиційного моніторингу полягає в розмірі. Частинки більші за кілька десятків мікрометрів відносно легко відфільтрувати та дослідити під мікроскопом або спектроскопічними методами. Але найдрібніша фракція — від одиниць до десятків мікрометрів — часто проходить крізь фільтри або не розпізнається достатньо точно.
Саме ця невидима частина може бути особливо важливою. Чим менша частинка, тим легше вона переноситься водою, взаємодіє з організмами й потенційно проходить через біологічні бар’єри. Без її врахування оцінка реального екологічного навантаження може бути сильно занижена.
Команда розробила систему, здатну розпізнавати шість поширених типів полімерів у діапазоні приблизно від 5 до 100 мікрометрів, а потім екстраполювати розподіл до ще дрібніших частинок. Алгоритм машинного навчання аналізує спектральні сигнали й відрізняє пластик від природного органічного матеріалу.
Метод перевірили на зразках із Женевського озера, прилеглих річок та води з різної глибини. Результати показали, що до 97% усіх пластикових частинок можуть мати розмір від 1 до 20 мікрометрів — саме той діапазон, який старі методи найчастіше недооцінювали.
Цікаво, що склад забруднення змінювався залежно від місця. У річках, поверхневих шарах озера та глибокій воді домінували різні полімери. Це вказує, що пластик не просто рівномірно розсіюється, а сортується течіями, густиною матеріалу, біоплівками та процесами осідання.
Для деяких точок нова оцінка концентрації перевищувала попередні повідомлення про озерну воду в сотні разів. Автори наголошують, що це не означає раптового стрибка забруднення. Найімовірніше, частинки були присутні й раніше, але методи просто не бачили значної їхньої частини.
Екологічна оцінка показала, що в окремих місцях рівень мікропластику вже може наближатися до діапазону, де очікують ризик для водних організмів. Проте токсичність залежить не лише від кількості, а й від розміру, типу полімеру, форми та хімічних домішок.
Нова технологія розрахована на відносно швидкий високопродуктивний аналіз і може бути придатною для регулярного моніторингу. Якщо її почнуть використовувати ширше, це може змінити не лише наукові оцінки забруднення, а й нормативи, які досі часто базуються на більших і простіших для вимірювання частинках.
