Микрогра́нулы — мелкие твёрдые частицы синтетических полимеров размером от 0,1 мкм до 5 мм, относящиеся к категории первичного микропластика. Обычно они имеют сферическую форму. Производители создают микрогранулы из таких пластмасс, как полиэтилен, полипропилен, полистирол, полиэтилентерефталат и полилактид. Эти частицы широко применяют в косметической продукции, включая отшелушивающие скрабы, гели для душа, зубные пасты и чистящие средства.
После использования микрогранулы попадают в сточные воды. Из-за их малого размера большинство очистных сооружений не способны эффективно улавливать такие частицы, в результате чего микропластик поступает в природную среду — в реки, моря, океаны и почву. Микрогранулы представляют экологическую угрозу: водные организмы могут принять их за пищу, что приводит к физическим и химическим повреждениям экосистем и потенциально влияет на пищевые цепи, включая человека.
В ответ на накопленные научные данные о воздействии микрогранул на окружающую среду и потенциальные риски для здоровья, с середины 2010‑х годов многие государства начали вводить ограничения. В 2023 году в ЕС принят общеевропейский запрет на преднамеренно добавляемые микропластики (включая микрогранулы), вводимый поэтапно согласно поправкам к REACH (Регламент ЕС 2023/2055). За пределами ЕС запреты на производство, импорт или продажу косметических средств с микрогранулами действуют, в частности, в США, Канаде, Великобритании, Китае, Республике Корея и Новой Зеландии. В ряде юрисдикций преобладают ограничительные или добровольные меры (например, в Австралии и Японии).
Изобретение
Первые патенты на синтетические микрогранулы из полистирола были зарегистрированы в конце 1960‑х — начале 1970‑х годов. Существенный технологический прорыв произошёл в 1977 году, когда норвежский химик разработал метод контролируемой полимеризации. Угельстаду удалось добиться формирования полимерных шариков одинакового размера — от нескольких до десятков микрометров. Его открытие позволило перейти от экспериментального производства к промышленному выпуску микрогранул, широко применяемых в медицине, косметике и других сферах.
К 1990‑м годам производство микрогранул приобрело массовый характер. Благодаря гладкой поверхности, однородным размерам и стабильной плотности, такие частицы не разлагаются в составе конечной продукции и могут использоваться в качестве наполнителей. Широкое распространение технологии также обусловлено сравнительно низкой себестоимостью полимерного сырья, что сделало её экономически более выгодной по сравнению с использованием ряда природных компонентов.
Размер Единого стандарта размера микрогранул не существует: различные источники и юрисдикции устанавливают разные пороговые значения. Размер может варьироваться от 0,1 мкм до 5 мм. Чаще всего микрогранулами называют пластиковые частицы размером менее одного миллиметра по наибольшей измеряемой оси на момент их производства.
В США Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов определяет микрогранулы как любые твёрдые пластиковые частицы размером 5 мм или менее, предназначенные для отшелушивания или очищения кожи. В Великобритании микрогранулами считаются любые нерастворимые в воде твёрдые пластиковые частицы размером 5 мм или менее по любому из измерений. В Канаде под микрогранулами понимаются частицы диаметром от 0,5 до 2 мм. Изначально предлагалось определение в диапазоне от 0,1 до 5 мм, однако оно было пересмотрено после того, как выяснилось, что под запрет попадают и многие сырьевые материалы, используемые для производства пластиковых бутылок.
Функциональность Микрогранулы изготавливаются из различных материалов в зависимости от требуемых свойств. Наиболее часто используют полиэтилен (около 93 % от общего объёма), а также полиметилметакрилат, политетрафторэтилен, полипропилен, полиамид (нейлон) и полиэтилентерефталат. Синтез осуществляется в водной среде с применением стандартных методов полимеризации.
Полученные микрогранулы представляют собой плотно сшитые полимерные цепи (например, на основе акрилатов или полистирола). Благодаря этому они химически нерастворимы и обладают высокой инертностью. Монодисперсное распределение по размеру и идеально сферическая форма обеспечивают стабильные технологические характеристики. В частности, равномерность размеров позволяет точно регулировать абразивность, вязкость и другие свойства конечных смесей.
Благодаря большой удельной поверхности, микрогранулы эффективно сорбируют гидрофобные соединения и характеризуются низкой температурой плавления. Конкретные функциональные свойства зависят от используемого полимера. Плавучесть и плотность микрогранул определяются типом полимерной основы: полиолефины, как правило, обладают положительной плавучестью, тогда как полиэтилентерефталат, поливинилхлорид и полистирол — отрицательной.
Микрогранулы из полиэтилена применяются в качестве абразивных добавок и плёнкообразующих компонентов. В составе декоративных покрытий они образуют устойчивую плёнкообразующую матрицу. Микрогранулы из других полимеров придают материалу специфические свойства: частицы из политетрафторэтилена улучшают скольжение и смягчают текстуру, а акриловые — регулируют вязкость.
Использование Чаще всего микрогранулы используют в производстве косметики и средств личной гигиены как мягкий эксфолиант — в средствах для лица, гелях для душа и зубных пастах — в качестве альтернативы натуральным отшелушивающим продуктам, таким как скорлупа орехов или молотый овёс. Микрогранулы в составе средств для лица позволяют регулировать вязкость продуктов, создавать эффект «оптического размывания» морщин и скрабировать кожу. Натуральные продукты зачастую более дорогие и менее удобные в хранении и транспортировке. Микрогранулы обходятся дешевле в производстве и меньше подвержены разрушению, что делает их привлекательной заменой.
Микрогранулы также активно используют в медицине. При намагничивании микрогранулы способны притягиваться к поверхности определённых типов клеток или к бактериям. Микрогранулы применяют при лечении онкологических заболеваний и в исследованиях ВИЧ. Помимо этого, микрогранулы входят в состав тестов на беременность — специально обработанные и окрашенные фрагменты реагируют на уровень ХГЧ в моче, образуя характе́рную синюю линию на тесте.
Микрогранулы также применяются в системах очистки сточных вод. В старых очистных сооружениях, построенных в 1990-е и начале 2000-х годов, пластиковые гранулы использовали как фильтрующий материал для удаления загрязнений. Они загружаются в большие резервуары, где служат носителем для микроорганизмов: благодаря пористой или рифлёной поверхности на гранулах формируется биоплёнка, в которой бактерии разлагают органические вещества и другие примеси в сточных водах. Такие гранулы позволяют увеличить площадь контакта воды с биоплёнкой и повысить эффективность фильтрации при относительно низких эксплуатационных расходах. Современные предприятия постепенно отказываются от данного метода в пользу альтернатив — например, мембранных технологий или твёрдых фиксированных фильтров. В исследованиях по микрогидродинамике микрогранулы служат «маркерами», которые позволяют наблюдать движение жидкости и измерять её свойства.
Влияние на окружающую среду
Микрогранулы относятся к первичному микропластику — изначально производимому пластику микроскопических размеров. Из-за своего малого размера гранулы легко попадают в окружающую среду и способствуют пластиковому загрязнению, особенно водной среды, — поскольку очистные сооружения не способны отфильтровать настолько мелкие частицы. Так, только за одно применение геля для душа с микрогранулами в канализацию может попасть до пластиковых фрагментов. Дальнейшее поведение микрогранул в водной среде зависит от их физико-химических свойств. Частицы либо взаимодействуют с химическими веществами в толще воды (например, сорбируют естественные органические вещества), либо оседают на дно. Также микрогранулы попадают в окружающую среду через канализационный ил, который часто используется в качестве удобрения на сельскохозяйственных угодьях. Таким образом, микрочастицы попадают на почву, а затем переносятся в грунтовые или поверхностные воды во время дождя. Микрочастицы также могут попадать в озёра во время перелива общесплавной канализации, который обычно происходит в периоды сильных дождей или таяния снега, в результате чего неочищенные или частично очищенные сточные воды попадают в местные водоёмы.
Микрогранулы попадают в окружающую среду и в результате аварий. Так, в ноябре 2025 года в Восточном Суссексе произошла одна из крупнейших аварий, связанных с утечкой пластиковых гранул, когда вследствие механической поломки на очистных сооружениях миллионы гранул оказались в море и были выброшены на берег пляжа . По оценкам местных экологических организаций, разлив мог составлять около 10 тонн гранул или 650 млн частиц, что делает инцидент одним из наиболее масштабных случаев пластикового загрязнения на южном побережье Англии. Эксперты опасаются, что разлив усугубит положение местной рыболовной отрасли, поскольку биогранулы могут быть токсичны для морской жизни: они накапливают тяжёлые металлы и загрязнители, а также способны переносить патогены. Их попадание в пищевые цепи может снизить качество и объёмы улова, что создаёт дополнительные экономические риски для региона.
Микрогранулы составляют лишь небольшую долю от общего объёма микропластикового загрязнения. Микропластик из косметических средств и бытовой химии составляет около 0,1—1,5 % от общей массы микропластика, поступающего в океаны. Самые высокие моделируемые оценки дают не более 3 % вклада микрогранул в загрязнение микропластиком мирового океана. По оценкам 2020 года, около 12 тысяч тонн микропластика из персональных косметических товаров ежегодно попадает в окружающую среду. Это эквивалентно приблизительно 0,8 % от глобальных выбросов первичного микропластика, которые составляют около 1,5 млн тонн в год. В Китае расчётный сброс микрогранул из косметики составлял около 307 тонн в год, а в Макао использование средств с микрогранулами приводило к поступлению до 2 трлн частиц в год в сточные воды, из которых около 0,06 тонны просачивались в окружающую среду даже после очистки воды. В прибрежных водах Гонконга микрогранулы были найдены в 60 % проанализированных проб поверхностной воды, составив 3,6 % от общего числа микропластиковых частиц. На 2019 год только в Великобритании ежегодно в косметических средствах использовалось около 680 тонн микрогранул. Микрочастицы из средств личной гигиены составляют 93 % этого первичного загрязнения микропластиком.
Несмотря на незначительную долю в общем объёме пластикового мусора, микрогранулы могут оказывать на экосистемы воздействие, несопоставимое с их массой. В водной среде микрогранулы становятся частью пищевой цепи, поскольку многие морские обитатели принимают фрагменты пластика за еду. Водные организмы низших трофических уровней легко поглощают микрогранулы — они были обнаружены в пищеварительных трактах рыб, моллюсков и планктона, вызывая физическую закупорку и перенося на себе адсорбированные загрязнители, включая пестициды и тяжёлые металлы. По пищевой цепи они могут переходить в организмы высших хищников, включая человека. Согласно исследованию 2013 года, более 250 видов морских животных принимали микрогранулы за пищу, в том числе рыбы, черепахи и чайки. При попадании в организм микрогранулы не только лишают животных необходимых питательных веществ, но и могут застревать в пищеварительном тракте и закупоривать жабры. Микрогранулы становятся неотъемлемой частью рациона и коралловых полипов, предпочитающих микрогранулы зоопланктону.
Также микрогранулы могут переносить и содержать другие адсорбированные загрязняющие вещества, такие как стойкие органические загрязнители и тяжёлые металлы. При употреблении микрогранул вредные вещества попадают в организм биоты.
Регулирование
Западные страны