От «мусорных островов» до микропластика в океане

Экология

Новые проблемы морского природопользования

«В последнее время в области загрязнения природной среды возникла и нарастает новая опасность, источником которой служит технологический прогресс – пластиковые отходы. К сожалению, оценка масштаба загрязнения и разработка мер борьбы с его негативными последствиями только начинают обсуждаться научным сообществом». – О проблеме накопления пластиковых отходов в океане, опасности для всего живого от мельчайших частиц, которые получаются при разрушении пластиковых изделий, а также – возможных путях решения проблемы беседуем с Сергеем Ивановичем МАСЛЕННИКОВЫМ, старшим научным сотрудником Национального научного центра морской биологии ДВО РАН, доцентом, кандидатом биологических наук, руководителем Центра аквакультуры и прибрежных биоресурсов ННЦМБ ДВО РАН.

Сергей Иванович МАСЛЕННИКОВ

– Пластик вошёл в нашу жизнь сравнительно недавно, и сегодня мы без него – как без рук. Когда всё пошло не так?

– В XX веке человечество пережило настоящую синтетическую революцию, главным результатом которой стало изобретение пластика. Основное достоинства этого материала – дешевизна производства и долговечность. Пластик нашёл широчайшее применение в самых различных отраслях: пищевой, фармацевтической, косметической, сельскохозяйственной и многих других. По данным журнала «Science» в настоящее время человечество производит около 270 млн тонн пластика в год. Причём около 40% этого дешёвого материала используется чрезвычайно кратковременно – в качестве различной тары и упаковок, после чего изделия выбрасывают. В настоящее время во всем мире производится ежегодно 60 млн тонн полиэтилена, а каждую минуту в мире используется 1 млн пластиковых пакетов.

Однако в XXI веке вышеупомянутые преимущества пластика неожиданно обернулись огромными проблемами. Чем больше пластмассы мы используем, тем быстрее растут горы отходов, не разлагаемых в естественных условиях. Около 10% всего мусора, который мы производим, составляет именно пластик. Миллионы тонн этого материала скапливаются в природе, загрязняя окружающую среду. Они встречаются везде – вблизи городов и в заповедных зонах, лесах, пустынях, реках, морях и даже на самых отдалённых островах Тихого океана.

– В России также происходит постоянное увеличение объёма твердых бытовых отходов?

– Да, и в среднем на 3,5% в год. Содержание полимеров ежегодно увеличивается на 6,4%. Все эти отходы в итоге пополнят морские «запасы» пластмасс, которые уже насчитывают 5 триллионов тонн! В настоящее время активно изучается проблема загрязнения пластиком водной среды, что закономерно, учитывая масштабы явления.

– Что делается для решения проблемы загрязнения пластиком морских вод?

– В разных точках мира учёные проводят работу по изучению влияния микропластика на морскую среду: проводится мониторинг загрязнения, исследуется его воздействие как в целом на биоценозы, так и на отдельные виды животных, разрабатываются рекомендации по снижению негативных последствий. С этой целью создаются различные международные и национальные экологические структуры. Так, в 2014 году в рамках деятельности PICES была образована секция по проблеме микропластика в морской среде. На этой секции, среди прочего, впервые были представлены результаты мониторинга прибрежно-морской зоны Владивостока.

– Сергей Иванович, расскажите о пластиковых отходах, микропластике. Какого размера эти частицы? Наверное, они повсюду?

– Пластиковые отходы принято делить на микропластик и макропластик. Размер кусочков микропластика варьируется от одного нанометра до пяти миллиметров.

Разделяют первичный и вторичный микропластик. Первичный микропластик – это микрогранулы, которые изначально производятся мелких размеров. Их используют в средствах гигиены и в косметике. Вторичный микропластик – это пластиковый мусор, распавшийся на меньшие части.

Попадающий в море макропластик в одних случаях тонет. Недавно было обнаружено, что пластиковый мусор интенсивно накапливается на дне водоёмов: содержание микропластика в некоторых глубоководных отложениях превышает его содержание на поверхности. В других случаях пластик (полиэтилен, полипропилен) плавает в толще воды на глубине до нескольких метров. Течения зачастую выносят его в мёртвые зоны, где образуются «мусорные острова».

В последнее время в ряде стран поднимается проблема загрязнения береговых полос и прибрежных вод пластиковыми гранулами, из которых, собственно, и льют пластиковые изделия. За несколько десятилетий, с начала массового производства пластиковых изделий в 1950-х годах, пластиковые обломки накопились в земной среде, в открытом океане, на берегах даже самых отдаленных островов и в глубоком море.

– Что наиболее вредно для всего живого: «мусорные острова», пластиковые гранулы или микропластик?

– Всё перечисленное, но особую опасность представляет собой именно микропластик. Частицы микропластика в морских водах распространены повсеместно – от глубоких океанских отложений до полярных ледяных шапок. В Мировой океан ежегодно поступает около 8 млн тонн пластика.

Исследование, проведенное Агентством по охране окружающей среды Норвегии, предварительно показало, что основной источник микропластика – это автомобильные шины, от которых при движении по дорогам отделяются микрочастицы. Второй по значимости источник – это краска и техническое обслуживание кораблей и лодок для туристов.

Далее следуют изделия непосредственно из пластика, которые в процессе биоразложения распадаются на мельчайшие частицы. Ещё один источник загрязнения – гигиенические влажные салфетки. В их производстве используется полиэфирная ткань, армированная пластиком. Попадая в окружающую среду, содержащийся в них пластик распадается на микрочастицы. Ежегодно только из средств гигиены и чистящих средств в море попадает до 80 т пластика. Микрочастицы пластика зачастую входят в качестве отшелушивающего агента в состав чистящих средств, средств для умывания, увлажняющих лосьонов и зубной пасты. В конечном итоге весь этот микропластик оказывается в водах рек и озёр.

Одежда, которую мы носим, тоже – источник микропластика. При стирке в стиральных машинах в воду попадают крошечные волокна из искусственной ткани (например, из флиса и полиэстера), которые не способны уловить никакие фильтры.

Через сточные воды эти волокна попадают в ручьи и реки, а затем – в моря и океаны. Ежегодно таким образом в океаны поставляется до 190000 тонн пластиковых микроволокон. В отличие от многих других пластиковых отходов, микроволокна настолько малы, что их невозможно увидеть невооруженным глазом.

Результаты научных исследований подтверждают негативное воздействие пластика на функционирование морских экосистем.

– Какие бывают виды негативного воздействия пластика?

– Их три: механическое воздействие, распространение инвазионных видов, воздействие пластика на здоровье водных животных и человека.

Вкратце расскажу о каждом виде. Механическое воздействие. Согласно отчёту Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП), ежегодно в рыболовных сетях запутывается около 130000 китов и до 7,9% некоторых видов тюленей и морских львов. Большинство из них погибает. Одна из основных угроз для океанских экосистем от загрязнения пластика – поглощение его морскими организмами. Вместе с основной пищей их нередко потребляют птицы, млекопитающие; а также беспозвоночные – креветки, копеподы, кладоцеры, коловратки, полихеты, личинки полихет и даже инфузории.

Согласно материалам, опубликованным в журнале Anywater.ru, зафиксирован 31 вид морских млекопитающих, проглатывавших пластик. Проблема крайне актуальна и для морских птиц – выявлено более 100 видов, проглатывающих предметы из пластика. Активно заглатывают пластик и рыбы, причём не только морские.

– Как происходит распространение инвазионных видов?

– Накопление плавучих пластиковых отходов на поверхности и в толще воды создало условия для инвазии различных видов гидробионтов. По сути, они выполняет роль искусственного субстрата, на поверхность которого начинают оседать различные организмы-обрастатели. Постепенно на твёрдой поверхности предметов пластикового мусора создается некий биоценоз, обитатели которого могут переноситься течениями на большие расстояния. В обиход даже введен термин «пластисфера».

Известны и описаны целые экосистемы, сформировавшиеся на относительно крупном пластиковом мусоре, смытом в океан японским цунами. Перечень видов, обитающих в таких поселениях, крайне разнообразный. Таким образом, в результате загрязнения Мирового океана пластиковым мусором создалась серьёзная угроза экологических инвазий.

– Чем же опасны такие вселенцы?

– Вторжение заносных видов может обернуться катастрофическими последствиями для местных видов и биологического разнообразия, а рост загрязнения окружающей среды синтетическими и неподдающимися биологическому разложению материалами будет ускорять этот процесс.

– А как сказывается воздействие пластика на здоровье водных животных и человека?

– Проведённые исследования показывают, что поступление частиц микропластика в устриц во время гаметогенеза негативно воздействует на их плодовитость, а также качество потомства.

Недавно были проведены исследования химических добавок, содержащихся в пластике, касающиеся вопросов охраны здоровья людей. И именно в этом аспекте существует проблема, связанная с микрочастицами пластика. Пластик распадается на всё более и более мелкие частицы, которые поедаются сначала зоопланктонными организмами, которыми, в свою очередь, питаются рыбы. Двустворчатые моллюски также отфильтровывают пластик, перенося его далее по пищевой цепи. В результате полимеры оказываются в организмах рыб, ракообразных, птиц, черепах, китов и других водных животных. Удерживаясь в пищеварительной системе, пластик отравляет их организм адсорбированными из морской воды химикатами.

Затем все эти «дары моря» попадают на стол потребителя. Учёные пришли к выводу, что люди, регулярно питающиеся морепродуктами, каждый год проглатывают до 11 тысяч мельчайших кусочков пластика. Часть из них остается в организме и вызывает целый ряд рисков для здоровья.

– Оказывает ли съедаемый человеком пластик прямое негативное воздействие на организм?

– Пока это доподлинно неизвестно. Сейчас учёные пытаются выяснить, где оседают частицы, могут ли они спровоцировать воспаления, какую опасность несут химические вещества, выделяющиеся из пластика.

В то же время уже доказано, что поверхность пластиковых частиц хорошо адсорбирует химические вещества из воды. Выяснилось, что уровень токсичности пластика увеличивается в зависимости от времени его пребывания в морской воде. Чем дольше он плавает в море, тем больше токсинов адсорбирует.

На пластиковых предметах в морской воде обнаруживаются стойкие органические загрязнители в концентрациях, превышающих на несколько порядков их обычное содержание в воде. Эти токсины, передаваясь по пищевым цепям от морских обитателей к человеку, могут провоцировать такие заболевания, как диабет, рак, изменения в иммунной и эндокринной системах, дефекты половых органов, ревматоидный артрит, эндометриоз, недостаток массы тела у новорожденных и многие другие.

– Сергей Иванович, какие прогнозы дают проводимые исследования?

– Увы, неутешительные. Конечно, заставить цивилизацию отказаться от пластика вообще нереально, но сократить его объёмы – необходимо. В феврале 2017 году на Всемирном саммите океанов, проходившим на о. Бали, Организация Объединенных Наций объявила о начале глобальной кампании «Чистое море». Её цель – ликвидация морского мусора к 2022 году. ООН призывает правительства свести к минимуму использование пластиковой упаковки и изменить дизайн промышленной продукции, а также поменять отношение потребителей к одноразовым вещам, что позволит существенно снизить скорость поступления пластиковых отходов в водную среду.

– Как себя следует вести населению?

– Например, не пользоваться одноразовой пластиковой посудой, пить напитки с соломинкой, избегать приобретения косметики с микрошариками и требовать от фирм и компаний в розничных сетях снижения количества избыточной упаковки.

Крайне желательно отказаться от одноразовых пластиковых контейнеров для еды, пластиковых пакетов, от воды в бутылках ПЭТ, применения одноразовых подгузников и салфеток из ПВХ. То есть, для достижения результата населению необходимо изменить психологию достижения комфорта любой ценой, в ряде случаев – и привычный образ жизни.

Власти должны занять твёрдую, хотя и непопулярную позицию. Следует ввести большой налог на пластиковые пакеты, стимулируя покупателей использовать многооборотную тару. Пенополистирол и пластмассовые контейнеры из-под еды должны быть объявлены незаконными. Места для возврата упаковки непосредственно производителям должны быть обустроены рядом с пунктами рециркуляции.

– Можно ли говорить уже о результатах в работе над решением задачи пластикового засорения океана?

– Пока это преждевременно. Хотя эффективного способа очистки Мирового океана от такого количества мусора пока не существует, поиск путей решения этой проблемы уже начался. Организация из Нидерландов «The Ocean Cleanup» разработала протяжённые плавучие барьеры, которые должны отфильтровать мусор из течений для последующего сбора. Барьеры собираются построить к 2020 году. Однако существует мнение, что схему очистки продумали недостаточно хорошо, поскольку любая масштабная фильтрация удалит планктон, играющий жизненно важную роль в экологии поверхности океана.

Принимаются усилия по разработке биологических способов борьбы с проблемой. Так, например, японским исследователям удалось выделить новую бактерию Ideonellasakaiensis 201-F6, которая способна перерабатывать ПЭТ в два экологически безопасных мономера, терефталевую кислоту и этиленгликоль.

С моей точки зрения, недооценивается ещё один перспективный метод борьбы с загрязнением – санитарная аквакультура. Способность двустворчатых моллюсков отфильтровывать из воды мелкие частицы может стать альтернативой механической фильтрации, далеко не всегда дающей нужный эффект. Однако необходимо хорошо продумать систему дальнейшей утилизации используемых моллюсков.

– Введён ли мониторинг микропластика в государственную систему наблюдения за состоянием окружающей среды?

– Нет, но это обстоятельство нисколько не снижает его растущую опасность как для биосферы в целом, так и для здоровья человека. Логично отсюда вытекают меры по снижению опасности этого явления и предотвращению дальнейшего разрастания проблемы.

– Как говорится, процесс пошёл, нашим учёным остаётся предложить свои варианты спасения от новой опасности – пластика в океане.