Что такое микропластик?
В экспедиции Арктического плавучего университета (АПУ) исследованием микропластика руководила заведующая лабораторией "ПластикЛаб" Российского государственного гидрометеорологического университета Александра Ершова. Ей помогала большая группа студентов и других участников рейса, потому что это комплексное исследование. Нельзя изучать микропластик в отрыве от изучения загрязнения океана, его толщи, дна и берегов. Поэтому на мостике всегда стоял дежурный, который на протяжении всего хода судна наблюдал и фиксировал наличие мусора. При заборе проб грунта со дна образцы брали и на пластиковое загрязнение, а при высадках на пляжах по специальной методике группа собирала мусор, который находился на берегу. Но обо всем по порядку.
Формально микропластик — частицы пластика размером меньше 5 мм. Но если кусочек размером 5 мм или даже 1 мм разглядеть еще возможно, то значительно меньшие фрагменты выловить сложнее, оценить их влияние на здоровье и жизнь живых организмов, включая человека, тоже непросто.
— Мы сейчас отбираем пробы воды, грунта, и, конечно, большей частью мы сфокусированы на размере частиц от 100 до 300 микрон — то, что глазом не видим, но, как тот самый суслик, он есть! — говорит ученая.
К исследованию пластика ее подтолкнуло увиденное в одном итальянском кафе. Там были развешаны образцы того, что выкидывают в море, и чего там только не было. В основном это был яркий пластиковый мусор.
Микропластик начали изучать около 20 лет назад. Он считается загрязнителем, но ученые пока точно не знают, насколько и чем он опасен, — пока отсутствуют общепринятые методики подсчета, поэтому результаты, полученные разными исследователями, трудно сравнивать. Вместе с тем микропластик обнаружили уже практически везде, даже в самых дальних арктических морях.
Из морей российской Арктики в Баренцевом море ведется наиболее активная хозяйственная деятельность, поэтому и мусора здесь больше. Это бросалось в глаза, когда мы выходили на морскую трассу с оживленным трафиком. Когда мы отдалялись от традиционных морских путей, мусора становилось меньше или он вообще не попадался.
А ведь плавающее на поверхности — малая часть, только то, что попало в воду недавно. По статистике, 70% морского мусора оседает на дно, формируя "пластиковый горизонт", 15% выбрасывает на пляжи, и только 15% находится на поверхности или в толще воды. Например, рыболовные сети, пришедшие в негодность, часто выбрасывают, потому что их дорого везти и утилизировать. Так появляются так называемые "сети-призраки", которые перемещаются в толще моря, даже внешне напоминая привидения, и продолжают ловить морских обитателей. Мы видим последствия, когда на берег выбрасывает кита или черепаху, запутавшихся в сетях
Методы отлова в воде
Микропластик в этом рейсе ловили разными способами. На судне есть водозаборная установка — проточная система, забирающая воду для охлаждения механизмов (для иных целей эта вода не используется). На нее был установлен фильтр-пробоотборник с ячейкой 100 микрон.
Еще один способ вылова микропластика — буксировочные сети, подобные тем, которые используют для отбора планктона, их еще называют нейстонными сетями. Когда такой пробоотборник запустили первый раз, на палубу сбежались почти все участники экспедиции. Сеть похожа на морского змея или ската с "глазками" по бокам "головы". Иногда ее сравнивают с самолетиком. Такие сети плывут в поверхностном слое. На палубах ахали, когда сетка "выпрыгивала" из воды, и отчаянно переживали, когда к одному из "глаз" прицепились водоросли. К всеобщей радости, водорослям быстро удалось оторваться.
— У нейстонной сети, которую мы запускали, ячейка 330 микрон. Это значит, что все, что меньше, туда не попадает. А у нашей пробоотборной системы, которая фильтрует забортную воду по ходу судна, установлена система фильтров, нижний предел ячейки которой 100 микрон, — объяснила Александра Ершова. — Это мелкий диапазон, наиболее важный с точки зрения риска воздействия микропластика на живой организм, потому что частицы такого диапазона вовлекаются в пищевую цепь. Они задерживаются зоопланктоном, например. 300 микрон — более крупные частицы, они могут выводиться организмом или вообще не захватываться зоопланктоном. Такие нюансы нужно учитывать, потому что микропластик микропластику рознь.
Для отбора проб микропластика стандартов тоже пока не существует, как говорит Александра, "кто как может, тот так и отбирает". Поэтому в один и тот же район могут приехать разные группы исследователей с разными пробоотборниками и получить совершенно разные результаты.
— Сейчас основная проблема сравнимости данных всех научных коллективов, потому что все отбирают по-разному. Вся мировая наука сейчас направлена на поиск оптимального метода и для морской среды, и для пресноводной, и для атмосферного воздуха. Нужно найти оптимальный протокол отбора проб и их анализа для стандартизации мониторинга микропластика в природной среде.
Микропластик считают в штуках или единицах частиц. В 2019 году в Баренцевом море показатель в среднем был 30 штук на кубометр — это больше, чем в других морях российской Арктики. В море Лаптевых и Восточно-Сибирском обнаружили 1–2 частицы на кубометр воды.
— А вот в "урбанизированных" морях, например Балтийском, загрязнение составляет 100−300 штук на кубометр. Зато на Балтике практически нет крупного мусора — с кораблей его там не выкидывают, поскольку сейчас существует строгий контроль, — подчеркнула ученая.
Мусорные пятна в океане
Циркуляция пластика в Мировом океане непосредственно связана с течениями. Есть даже понятие мусорных пятен в океане, самым известным из которых является Северотихоокеанское мусорное пятно. Это гигантские скопления пластикового мусора, которые возникли в зонах "заворотов" течений. Пластик там плавает самого разного размера, но это не поверхность, по которой можно пройти, скорее вода похожа на густой суп — понятие "пластиковый суп", кстати, тоже существует.
Таких зон аккумуляции в Мировом океане уже пять. Антарктику от загрязнений защищает циркумполярное течение, хотя пластиковый мусор и микропластик там тоже уже нашли. А вот для Арктики ситуация неутешительная, и Баренцево море имеет все шансы обзавестись собственным мусорным пятном. И уже не стоит вопрос "когда", а скорее "где".
На пластиковый мусор в Арктике одними из первых обратили внимание орнитологи — пластик активно начали использовать птицы, и хорошо если только для постройки гнезда.
Мусор на арктических пляжах
В прошлом году группа Ершовой собрала на мысе Желания — точка, где проходит граница между Баренцевым и Карским морями, — более тысячи единиц мусора. Для исследователей это было большой неожиданностью, ведь мыс Желания — это север Новой Земли, одна из самых труднодоступных точек России и мира. Но в этом году еще более неожиданным стал результат в бухте Мурманца, ведь до нее добраться еще сложнее — это уже карская, восточная сторона Новой Земли. А там при идентичной методике собрали уже около 3 тыс. фрагментов, это десять мешков пластикового мусора. Ученые предполагают, что туда заходят течения из Атлантики, ветви которого проходят по Баренцеву морю.
Много мусора с рыболовецких судов — сети, обрывки сетей и веревок, ящики для рыбы и их осколки, ленты для транспортировки и их фрагменты, огромное количество норвежских, датских, исландских и даже испанских поплавков, упаковки от пищевых и непищевых продуктов, обувь, бутылки, банки, крышки, остатки шариков для пинг-понга, воланчиков для бадминтона, огромное количество ватных палочек, в бухте Мурманца оказалось большое скопление детских игрушек, такого количества Ершова не видела нигде.
— Это с пассажирских судов, круизных лайнеров, курсировавших раньше в Баренцевоморском регионе. Много здесь скандинавских, в первую очередь норвежских, надписей. Это подтверждает дальний перенос. У норвежцев много туристических судов, паромов, а это далеко отсюда.
Мусор на пляжах интересен ученым, так как именно он является основным источником микропластика, который формируется именно на берегу под воздействием воды, солнца и ветра. Все это поглощает планктон, а затем рыба, так микропластик попадает в организм человека.
Микропластик в легких и даже мозге
— Сколько у меня сейчас внутри микропластика? — спрашиваю я.
— И у вас, и у всех его полно везде! — отвечает Александра. — Мы точно знаем, что он есть во всех средах, во всех местах земного шара. Мы знаем, что он есть в легких, плаценте, мозге, крови человека. В прошлом году было опубликовано несколько исследований на эту тему.
К чему это может привести, ученые пока точно не сформулировали, однако известно, что наночастицы микропластика способны проникнуть через гематоэнцефалический барьер, хотя говорить о доказанной опасности такого проникновения пока рано. По словам Ершовой, для этого нужны десятилетия исследований.
Пока ученые говорят о потенциальном риске. Мы уже знаем о высокой токсичности пестицидов, продуктов сжигания топлива, о вредном воздействии токсикантов на эндокринную, иммунную системы организма, а частица микропластика, и это уже доказано, имеет способность накапливать на своей поверхности все эти вредные вещества и соединения.
— У нас есть микропластиковая частица, — объясняет исследовательница, — у нее период жизни от 400 до 700 лет, все эти годы частица путешествует по миру, собирая на своей поверхности все, что растворено в воде. И никуда все это собранное не девается, потому что она накапливает соединения на своей поверхности. Она не только пористая, но и обладает электростатическими свойствами, так что притягивает элементы в разных средах.
Сама ученая называет частицы "токсичными микробомбами", но уточняет, что риск потенциальный.
— Напрямую никто еще не доказал, что от этой частицы можно получить канцерогенный, скажем, эффект в третьем поколении. Но мы говорим о потенциальном воздействии микропластика на организм, в том числе и человека.
Такие разные пластики
Отобрать пробы — только первый этап исследований микропластика. Пробы должны анализироваться в стерильных условиях специализированных лабораторий, образцы для анализа готовятся долго и скрупулезно.
Затем пробу изучают под микроскопом, это предварительный анализ. Самое главное — оценить полимерный состав. Для оценки проводят спектральный анализ на сложном оборудовании и затем расшифровывают результаты, сверяясь с так называемой библиотекой спектров.
— В библиотеках спектры чистого пластика, а в пробах пластик, битый ветрами, волнами и солнцем, поэтому никакой красивой узнаваемой картинки там нет, все в сплошных шумах.
Чтобы извлечь истину из шумного окружения, нужны высококлассные специалисты. Как сказала Ершова, это трудозатратно и дорого. Пробы, полученные в экспедиции Трансарктики в 2019 году, обрабатывали два года.
Арктическая уязвимость
Арктический регион ученые называют особо уязвимым по загрязнению микропластиком. Ускоренное потепление и таяние льдов ведут к увеличению антропогенной нагрузки. За пять лет объемы перевозок по Севморпути выросли в десять раз и будут расти в ближайшее десятилетие, как и, например, туристическая сфера. Так что антропогенное воздействие будет только увеличиваться, а с ним вместе и загрязнение окружающей среды.
— Чтобы как-то привлечь к этому внимание и предотвратить усиление загрязнения Арктики, мы должны уже сейчас понять, на каком уровне оно находится, а затем постараться наладить контроль за этим видом загрязнения, — заключила Ершова.
Ирина Скалина