Бомба замедленного действия: как пластик отравляет мировой океан

2 июня 2022 года на пресс-конференции «Мусорная волна – как избежать катастрофы» учёные ИнБЮМа рассказали о том, как микропластик отравляет всё живое на земле, о последних мировых исследованиях и открытиях и о том, какие пляжи в Севастополе самые грязные и почему.

Масштабы экологической катастрофы

Руководитель отдела планктона ИнБЮМ Владимир Муханов рассказал о первопричинах экологической катастрофы, что такое микропластик и откуда он появляется в мировом океане.

Ежегодно в мире производится 381 млн тонн пластиковых отходов, и к 2034 г. этот показатель удвоится. 50% отходов – это одноразовый пластик, и только 9% было когда-то переработано. Сегодня в морях и океанах циркулирует 165 млн тонн пластика. Это 5,25 триллиона макро- и микрочастиц пластика, или 46 тыс. частиц на квадратную милю океана. Другими словами, сегодня найти воду без пластиковых примесей в составе почти невозможно.

Ежегодное поступление пластика в океан - 30 млн тонн. Сейчас к пластику присоседились медицинские маски, в них также присутствует пластиковый компонент. И эти цифры непрерывно растут. Загрязнение уже охватило до 90% поверхности морей и океанов: самые недоступные и отдалённые уголки земли, даже Антарктида и дно океана на глубине 11 км, уже полны пластика.

А как вам одно из «достижений» человечества - большой тихоокеанский пластиковый остров? Это конгломерат мусора, сформированный морскими течениями. Его размеры составляют около 1,6 млн кв км, и он беспрерывно растёт!

Скриншоты с трансляции РИА Крым

Как пластик попадает в океан?

В океан основная масса пластика попадает с помощью рек. Эти водные артерии, пронизывающие материки, собирают весь мусор с берегов и выносят его в океан. Реки по площади занимают всего 2% поверхности земли, но в их непосредственной близости живёт более 20% населения планеты. Также на берегах располагаются производства, фабрики, заводы. Об этом подробно рассказала старший научный сотрудник отдела ихтиологии ИнБЮМ Евгения Карпова.

Но угрожают всему живому на планете не только пластиковые отходы как таковые: свалки, горы мусора в воде и на побережье - но и микро-, и нанопластик, который уже стал частью всех живых организмов.

Что такое микропластик?

Микропластиком считают частицу пластика размером менее 5 мм и до микрона – это бактериальный размер. Есть ещё и нанопластик, но пока его и выявить крайне сложно, и посчитать невозможно, хотя он есть почти везде: в воде, воздухе, окружающей среде.

Микропластик делится на первичный и вторичный. У первичного частички изначально имеют маленький размер. Например, это абразивные вещества, те же косметические скрабы – женщины хорошо знают, что есть средства с натуральными добавками - битой косточкой, а есть с полимерными фракциями. От таких косметических средств сейчас повсеместно отказываются, так как полимерные частички попадают в канализацию, очистные сооружения их не улавливают, и они прямым ходом плывут в море и океан.

Вторичный пластик – это частички, образованные из более крупных фракций пластика в результате измельчения, от воздействия ультрафиолета, гидролиза.

Получается такая лесенка: сначала из мега- или макропластика образуется мезо-, потом микро- и нанопластик.

А теперь - опыты

Институт биологии южных морей уже пять лет занимается проблемой микропластика и проводит оценку его содержания в воде.

- Мы собираем специальными сетями пробы грунта или воды и начинаем сепарировать. Для этого используем окислители, например, перекись водорода сжигает всю органику - после этого у нас остаются только минеральные и пластиковые частички, которые мы отделяем друг от друга методом плотностного сепарирования. С помощью насыщенных растворов солей мы отделяем пластиковые частички – они всплывают, а минеральные оседают. Выделенные микропластиковые частички разной фракции изучаем и пытаемся их классифицировать, уж очень много форм и разновидностей выходит, - рассказывает Владимир Муханов.

На помощь учёным приходят специальные программы: они считают, определяют размеры и кривизну этих частиц. Есть отдельная категория частиц – нити, их попадается очень много. В основном, это пластик из одежды: нити для шитья, вышивки, от этикеток, леска.

После выявления частиц проводится количественная оценка – проще говоря, их надо пересчитать. Загвоздка тут в том, что пока нет единых стандартов подсчёта. Кто-то из учёных считает в единицах объема, кто-то - на квадратный метр поверхности. Это затрудняет составление сравнительных характеристик загрязнения вод в разных странах.

А дальше начинается самое сложное – качественная оценка. Видов пластика очень много, и, чтобы определить, какой именно вид представляет собой та или иная частичка, нужны высокотехнологичные методики. Учёные ИнБЮМа используют Рамановскую спектроскопию - такой микроскоп есть в СевГУ: институт взаимодействует с университетом в ряде проектов. Метод действенный, но малоэффективный, поскольку надо исследовать частичку за частичкой, а это медленно и трудозатратно.

Скриншоты с трансляции РИА Крым

Чем вреден человеку микропластик?

О влиянии микропластика на живые организмы рассказала кандидат биологических наук, научный сотрудник отдела аквакультуры и морской фармакологии ИнБЮМ Татьяна Рауэн, а потом дала корреспонденту «Комсомолки» несколько пояснительных комментариев.

Судьба любой пластиковой частицы, попадающей в водное пространство, идёт по двум сценариям: либо она оседает, либо включается в пищевую цепочку, но при этом обрастает биооболочкой. Именно биообрастание микропластика повышает его вредоносность в разы и делает из него настоящего убийцу.

В 2013 г. австралийские учёные собрали из Северной Атлантики образцы пластика и провели секвенирование ДНК биоплёнки, которая формируется на частичках микропластика во время биообрастания, и обнаружили в ней большое многообразие микробов: гетеротрофов, хищников, различных симбионтов (секвенирование – определение порядка элементарных частиц – прим. ред.). Вроде живут они в этой биооболочке, и ладно, но интересно то, что эти микробы были чужды той окружающей среде, из которой были взяты пластиковые фрагменты.

Учёные пришли к выводу, что пластик уже стал новой экологической средой для различных микроорганизмов, такой новой экологической нишей. И они выдвинули новый термин - пластисфера. То есть у нас есть атмосфера, гидросфера и т.д., но вот человек уже собственными руками создал пластисферу. Учитывая миллионы тонн пластика в мировом океане, это правомерное название.

И эти же учёные ввели такое понятие, как микроорганизмы-автостопщики. Эти микроорганизмы внедряются в биоплёнку и мигрируют по всему океану. Например, в южной части Тихого океана живут инфузории, которые поражают кораллы, и вот на пластике они добрались до Гавайских островов и поразили большие площади коралловых рифов.

Морские организмы не только селятся на пластике, но и поедают его. Также пластиком питаются рыбы и моллюски. И это большая проблема.

Потребление микропластика влияет на животных на физиологическом уровне: нарушается их моторика, наступает эффект ложного насыщения, в результате микроорганизм перестаёт полноценно питаться. Также у некоторых организмов есть суточные вертикальные миграции, и поедание пластика не даёт им перемещаться в толще воды: когда нужно, они не могут опуститься на дно, так как пластик обладает положительной или нейтральной плавучестью.

Плюс пластик сам по себе является токсичным веществом, а благодаря тому, что обладает гидрофобным свойством, притягивает к себе ещё и сторонние токсины. Так частички и без того вредного пластика становятся ядовитой «бомбой» замедленного действия.

Бесплодие, ожирение, аллергия – виноват микропластик?

Мы пьем нанопластик, мы дышим нанопластиком. У нас ещё такого нет, но на океанических побережьях пластик разбивается при ударах волн, и множество пластиковых частиц попадает в воздух, где вместе с солью образует взвесь, которую люди вдыхают. Вы думаете, что дышите полезным морским воздухом, а в итоге вдыхаете токсичные пластиковые микрочастички, - рассказывает Татьяна Рауэн.

Если дома много синтетической одежды, пластиковых изделий, отделочных материалов, то человек тоже постоянно вдыхает частички пластика, они попадают в легкие и вызывают аллергии, раздражение органов дыхания. Также пластик обладает гидрофобными свойствами, то есть он на себя всё притягивает из воды. Например, в быту все сталкивались с тем, что если в пакет завернуть что-то жирное, то его потом практически не отмыть – вот так все буквально и «прилипает» к пластику. В море попадает много вредных веществ, допустим, удобрили поле пестицидами - смыло всё в воду. Рыба проплыла мимо, ничего страшного, но если в этой зоне есть пластиковые частицы, то на них моментально оседают яды, и получается, что на их поверхности концентрация токсинов в десятки раз выше. Рыба поедает микропластик, он накапливается в её жировых тканях, а потом всё это доходит и до человека. Кроме того, в состав самого пластика входит огромное количество вредных веществ: присадок, красителей, антибактериальных веществ. Тот же супервредный бисфенол А – отвердитель пластмасс, который маскируется под женский гормон эстроген и приводит к эндокринным нарушениям, которые, в свою очередь, вызывают сбой в работе детородной функции, ожирение, облысение, аллергии, гормональные сбои и многое другое, - пояснила гидробиолог.

Американские учёные проводили исследование, в результате которого у 95% человек из фокус-группы в крови был найден бисфенол А. У детей концентрация вещества оказалась ещё выше, поскольку они чаще, чем взрослые контактируют с пластиковой поверхностью через те же игрушки.

Гидробиологи уже выявляли результат негативного влияния бисфенола А на репродуктивную функцию рыб, аналогичная ситуация возможна и у людей.

Учёные ИнБЮМа проводили эксперимент. Подопытным стал микроорганизм гетеротроф, житель Черного моря. В питании он привереда, может распознавать вид еды, отделять силикатные частички от своего положенного рациона, водорослей. Ему организовали шведский стол: на выбор предложили частички пластика и взвесь водорослей. Учёные предполагали, что микроорганизм точно отдаст предпочтение водорослям, но не тут-то было. Он начал охотно потреблять пластик, иногда даже с большей охотой, чем водоросли.

Таким образом, нано- и микропластик отравляют пищевую цепочку с самого её основания, а также внедряются в неё на разных уровнях: через воду, воздух, окружающую среду.

Микропластик создает свою вселенную

Сегодня мировое научное сообщество активно изучает биоплёнку, которой покрывается микропластик, и пытается спрогнозировать возможные последствия массового распространения пластика в мировом океане.

Севастопольские учёные на одном образце микропластика выявили микроорганизм, который вообще нехарактерен для морской среды – он сухопутный. Но, вероятно, он сумел приспособиться. Пластик лежал на берегу, постепенно обрастал биоплёнкой, и у микроорганизма было время адаптироваться к новым условиям и успешно уйти в большое плавание.

У пластика есть ещё одно свойство – агрегирование, то есть объединение, слипание. Маленькие частички микро- и нанопластика не дрейфуют в одиночестве, они образуют конгломераты.

Учёные подтверждают это ещё одним экспериментом – изучением поведения частиц микропластика в морской и дистиллированной воде. В морской, из-за наличия органики и экзоферментов, сразу же начинается склеивание частиц пластика. Таким образом, пластик может и разбиваться из больших фрагментов на маленькие, и потом склеиваться в частицы разной величины, которые удовлетворяют потребности широкого круга морских организмов – каждый может выбрать себе «корабль» по размеру или ухватить «съедобный» кусочек пластика.

Насколько севастопольские пляжи загрязнены микропластиком?

Оказывается, пластик скапливается в основном на пляжах - в местах отдыха и оздоровления. Более того, он образует поллютанты - невидимые глазу токсические отложения, которые уже возведены в ранг глобальных проблем в связи с тем, что они несут высокую и непредсказуемую угрозу для окружающей среды. О состоянии севастопольских пляжей и экологических тенденциях рассказала научный сотрудник отдела физиологии животных и биохимии ИнБЮМ Елена Сибирцова.

Рекреационные зоны загрязняются сразу несколькими способами: и наземным – туристами, и водным – прибой приносит к берегу частички пластика.

Учёные ИнБЮМа с 2018 г. исследовали семь пляжей Севастополя: Омегу, Учкуевку, Золотой, Песочный, Солнечный и два контрольных диких пляжа без инфраструктуры и потока туристов. Исследование проводилось комплексно, ежеквартально в течение трёх лет брались пробы на качественно-количественный состав микропластика, его пространственно-временное распределение в пляжных отложениях, брались пробы грунта и с поверхностного слоя воды. Результаты анализов показали тенденцию к постепенному накоплению микропластика во всех районах исследования, в некоторых районах кратность возрастания за три года составила от двух до шести раз.

Лидером по количеству микропластика оказался пляж Песочный, где на одном квадратном метре оказалось от 77 до 110 пластиковых частиц. Подобный уровень загрязнения был зафиксирован на побережьях Сицилии, Эгейского моря, Балтики.

На пляжах Омега, Учкуевка, Солнечный и на контрольных пляжах ситуация оказалась значительно лучше. Там было выявлено от 3 до 48 частиц, это сопоставимо с результатами подобных исследований на пляжах Азовского моря, Крита, греческого побережья Ионического моря. Но даже наш Песочный, с его высокими показателями, значительно уступает побережью Туниса, Лигурийскому побережью, Венецианской лагуне - там количественные показатели микропластика доходят до 2600 единиц.

Пока ситуация по севастопольским пляжам достаточно благоприятная, но тенденция к накапливанию микропластика сохраняется. Этому способствует не только чрезмерная рекреационная нагрузка, стихийные свалки, которые копятся у воды, но и использование пластиковых лежаков, синтетических тентов, резиновых водных аттракционов.

Сейчас научные сотрудники ИнБЮМа готовят рекомендации для правительства Севастополя по минимизации микропластикового загрязнения городских пляжей.

А есть ли решение?

Сегодня многие видят решение пластиковой экологической катастрофы в сортировке мусора. Но, по мнению учёных, эта мера недостаточна, она способна лишь притормозить, но не остановить экологическую катастрофу. Дело в том, что существует проблема нестандартизированной и чрезмерной упаковки. Чрезмерная – это когда одна конфетка завернута в большую пластиковую обертку, или то же шоколадное яйцо: лакомства 10 грамм, а отходов - масса.

С нестандартизированной упаковкой сложнее. Если вы обратите внимание, то на каждом пластиковом изделии маркировка: треугольник и цифровое значение – 2, 5, 7 и так до 90. По идее, надо собирать каждый вид пластика отдельно. Потому как один пищевой, другой – годен для косметики, третий – токсичный. Если в пищевой пластик попадет немного более «грязного», то его уже не очистить, не применить для повторного изготовления изделий, годных в быту, в детской, пищевой, косметической, медицинской промышленности.

Получается, что ни обыватель, ни сортировщик мусора не сможет, да и не будет раздельно собирать такое количество видов пластика. Соответственно необходимо ограничить его многообразие, стандартизировать ту же упаковку, то есть упростить сбор и сортировку пластика для дальнейшей переработки.

Также сегодня перед человечеством ставится пока невыполнимая задача: полностью отказаться от одноразового пластика, так как большая часть отходов приходится именно на его долю.

Темпы и объемы производства пластика только возрастают, а переработка остается на крайне низком уровне, поэтому пластик всё равно продолжает накапливаться и очень быстро мигрирует в мировой океан.

Источник: Комсомольская правда. Севастополь

https://www.sevastopol.kp.ru/daily/27403/4599414/