Пластмассовый дрейф в Арктику
В северных льдах быстро растет концентрация микропластика
Микропластик способствует таянию арктических льдов. К такому выводу пришли ученые биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова. Он уже в заметных количествах внедряется в структуру льда, что в долгосрочной перспективе может стать еще одной причиной повышения уровня Мирового океана, считают их коллеги океанологи.
Общий вес пластиковых частиц в Мировом океане — около 1 млн тонн
Фото: Getty Images
Баренцево море — пластиковое горе
В докладе ученых МГУ «Оценка пластикового загрязнения прибрежных вод и береговой линии Кольского полуострова: количественные показатели, состав и происхождение» представлены результаты анализа загрязнения пластиком для 23 береговых участков на побережье Кольского полуострова и для двух станций в прибрежных водах Белого и Баренцева морей.
Анализы говорят о загрязнении Баренцева моря микропластиком намного большем, чем Белого. На береговой линии Баренцева моря максимальная концентрация берегового пластика составила 13,2–24,7 единицы на метр, а на станциях Белого моря — 0,1–4,8 единицы на метр. Концентрации микропластика в поверхностных водах составили 496 500 частиц на 1 кв. км (171 г на 1 кв. км) и 50 600 частиц на 1 кв. км (10,2 г/кв. км) для губы Опасова в Баренцевом море и морской части устья реки Поной в Белом море соответственно.
Лед микропластик унесет
Процесс оседания микропластика в арктических льдах вполне естественен. И хотя пока не проводилось комплексных исследований концентрации микропластиковых частиц в арктических льдах, ученые считают, что присутствующие в них объемы пластика уже весьма приличные. По данным Института океанологии РАН, микропластик неоднократно обнаруживали в арктическом льду и снеге еще десятилетие назад. Так, в пяти районах Арктики, по маршруту движения полярных льдов от Берингова пролива до Шпицбергена, в 2014–2015 годах изучение кернов льда показало, что содержание частиц микропластика в них было около 12 тыс./л. Более поздние наблюдения, сделанные в Канадской Арктике, показали присутствие микропластика во льдах на уровне примерно 10 тыс./л. А в снегу некоторых труднодоступных районов на архипелаге Шпицберген содержание микропластика было выше 14 тыс./л.
В этих пяти районах Арктики нашли фрагменты 17 различных пластиковых материалов, включая как упаковочные, так и те, что входят в состав сигаретных фильтров, а также резину автопокрышек. При этом 67% найденных во льду частиц пластика имели размеры менее 50 мкм. «Эти мельчайшие частицы переносятся ветрами на огромные расстояния и опадают на поверхность льда и снега вместе с осадками, накапливаясь в них»,— говорит ведущий научный сотрудник Института океанологии РАН Филипп Сапожников.
Морской лед хорошо поглощает микропластиковые частицы и удерживает их, так как сам образуется постепенно. При образовании лед захватывает микропластик, а при таянии с повышением температуры воздуха высвобождает его. Эти цикличные изменения будут влиять на уровень загрязнения микропластиком в Арктике. «По мере образования морского льда в нем концентрируются частицы, которые менее плотные, чем морская вода, а содержание микропластика в морском льду оценивается на несколько порядков выше, чем в поверхностных водах,— говорит профессор МГУ Наталья Фролова.— Если морской лед может действовать как поглотитель, важно понять, как долго частицы будут удерживаться во льду и если они высвободятся, то где они окажутся. Следовательно, текущее и прогнозируемое сокращение площади и объема морского льда может привести к высвобождению захваченных частиц».
Предполагается, что Баренцево море подвержено внешнему поступлению пластика из североатлантических морских течений, а на Белом море пластиковое загрязнение происходит главным образом за счет внутренних источников. «Береговое загрязнение Кольского полуострова со стороны Белого моря на два-три порядка ниже, чем со стороны Баренцева,— говорит автор доклада Олеся Ильина.— На Белом отсутствует типичный "океанский" пластик — от промысловых тралов, канатов, буев и т. п. Основной источник загрязнения Белого моря — сток Двины и прибрежные населенные пункты, Белое море довольно многолюдное по сравнению с Восточной Арктикой. Загрязнения с прибрежной зоны в Арктике крайне мало: население практически отсутствует. Все, что на восток от Новой Земли, загрязнено на порядки меньше, чем Баренцево море. Баренцево море, по сути,— горячая точка пластикового загрязнения Арктики. По сравнению с ним Белое море пока остается чистым».
Пластиковая масса на всех обследованных участках Белого моря была однородной. Пластик принесен сюда ветром или же с течением вод северных рек. «Мы изучали реки как основные (до 80%) каналы поступления микропластика в море. Изучали две главные реки — Онегу и Северную Двину. Последняя выносит в море втрое больше микропластика, чем первая,— 149 тонн в год и 40 с чем-то тонн в год соответственно»,— говорит руководитель фонда «Без рек как без рук» Олег Ломаков.
Форма и маршрут до Арктики доведут
В Баренцевом море источники пластика типично океанские, его приносят морские течения — например, Нордкапское из Северной Атлантики. Пластик также сбрасывают с судов. Отходы судоходства и промышленной рыбной ловли — фрагменты тралов, снастей, канаты, судовые расходники — составляют не менее 40% берегового загрязнения на побережье Мурмана.
«Северные реки в Арктику приносят незначительное количество пластика, об этом свидетельствуют многолетние исследования Игоря Жданова. Больше всего пластика в Арктику приносит Гольфстрим, собирающий микропластик по всему своему пути через Атлантику. В Карское море его попадает уже сильно меньше»,— говорит кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Института океанологии РАН Филипп Сапожников.
Естественным барьером распространения пластика дальше на восток служат архипелаг Новая Земля и ледовый режим. Тут основные источники загрязнения — большие сибирские реки Обь, Енисей, Лена. «Попадание пластика в морскую среду происходит и со стоком рек, и в ходе судоходной деятельности,— говорит завкафедрой гидрологии суши географического факультета МГУ профессор Наталья Фролова.— Под действием ультрафиолета, химических и биологических процессов, механического воздействия крупные куски пластика фрагментируются до размеров микропластика, не превышающих и пяти миллиметров. А нижняя граница размеров микропластика варьируется от 1 до 500 мкм».
Маршрут микропластика зависит от размера куска и вида полимера. Те, что легче воды, находятся в поверхностном слое, и именно их течения доносят до арктических льдов. Важна и форма частиц микропластика. «Интересно, что основная часть этих микрочастиц образуется не при распаде отходов, а механическим путем: волокна при стирке одежды из искусственных тканей, пыль от истирания шин и т. п. В Мировом океане находится не менее 82 трлн пластиковых частиц, и весят они около 1 млн т. Например, на 1 кв. м Байкала в среднем приходится 30 тыс. частиц микропластика»,— передал через представителя Денис Буцаев, глава публично-правовой компании «Российский экологический оператор».
По морфологии микропластик делят на шесть групп. Первая — микропластик неправильной формы, с грубыми краями, такой встречается наиболее часто. Вторая подобна кинопленке, прозрачной, тонкой и гибкой, которая так и называется — пленкообразная. Третья группа — частицы неправильной, но близкой к круглой форме, крупнее других микропластиков. Четвертая — опять круглые частицы, но более правильной формы, размером около 1 мм, менее разнообразные, чем третья. Пятая группа — удлиненный микропластик, волокнистый, бывает различных размеров, с относительно высоким процентом гранулированных. Шестая — пенообразные, образующиеся в результате фрагментации пенополистирола.
«Такая классификация позволяет вычислить источники микропластика. Например, синтетические волокна обычно попадают в естественные водоемы из канализационных стоков после слива от стирки. Куски пленки в прошлом были частью упаковочного материала, а пена — строительные отходы,— объясняет профессор Наталья Фролова.— Материалы более легкой плотности, волокна или пена, обычно подхватываются ветром, который приносит их за несколько сотен километров, например в Арктику. Они оседают на поверхности льдов, в которых уже есть микропластик, принесенный течениями».
Микропластик топит лед
В Северном Ледовитом океане островов из пластика, в отличие от Тихого океана, еще нет, но с каждым годом он заполняется микропластиком все больше. В его воды попадает почти весь пластик, дрейфующий в Северной Атлантике по направлению к Гренландскому и Баренцеву морям. В ближайшие годы концентрация микропластика в кернах арктического льда продолжит расти. «Накопление микропластиковых частиц в слоях арктических льдов может со временем привести к тому, что в них может скопиться масса пластиковых отходов, объемы которых никто не возьмется сейчас подсчитывать»,— говорит Олег Ломаков.
Проблема усугубляется тем, что при воздействии ультрафиолета пластик в океане формирует микрочастицы быстрее, чем в почве. Кроме того, существует опасность, что и сам микропластик будет влиять на таяние арктических льдов: его частицы темнее льдов, в том числе арктических, отражающая способность верхних слоев льда будет уменьшаться, они будут подтаивать сильнее, чем лед без пластика. «Опыт таяния льда в европейской части России — с пластиком и без — показывает, что тает лед с частицами раза в полтора-два быстрее, чем без него. Скорость зависит от интенсивности приходящего светового потока, от концентрации частиц, их размеров и преимущественной окраски»,— заключает Филипп Сапожников.
«Глобальной опасности таяния арктических льдов пока нет. Однако если микропластиковые скопления во льдах будут темнее самого льда, то такие "пятна" могут привлекать солнечные лучи. И этот процесс, пусть и косвенно, может негативно влиять на таяние льдов и повышение уровня Мирового океана»,— считает научный сотрудник лаборатории взаимодействия океана, атмосферы и мониторинга климатических изменений Института океанологии РАН, к. ф-м. н. Александр Гавриков.