Первые долгосрочные доказательства загрязнения микропластиком из глубоководных слоев открытого океана
Впервые ученые из Института исследований Балтийского моря имени Лейбница в Варнемюнде (IOW) проанализировали долгосрочную серию проб на загрязнение микропластиком в северо-восточной части Атлантики с глубины 2000 метров. Исследовали количество, размер, массу, материал и возможное происхождение частиц. Пробы собирались в период с 2003 по 2015 год в котловине Мадейры с помощью седиментационной ловушки. Тип пластика и количество частиц сильно варьировались, но достигали до 8% от общего потока частиц. Наиболее распространенными материалами оказались полиэтилен и ПВХ. Результаты дают представление о временной изменчивости тонущего микропластика и, таким образом, являются первым шагом к пониманию его судьбы в океане.
Мало антропогенных загрязнителей окружающей среды — как на суше, так и в воде — распространены так же широко, как микропластик. И хотя свидетельства его присутствия есть почти в каждой экосистеме, включая удаленные, как Арктика или глубоководные осадки, существуют большие пробелы в знаниях о его происхождении, судьбе и временной изменчивости. Особенно это касается океанов.
«Микропластик опасен для морской среды по многим причинам, — говорит Яника Райнекциус из IOW, ведущий автор недавно опубликованного исследования. — Он может адсорбировать определенные токсины и транспортировать их на большие расстояния, как горизонтально, так и вертикально. Разнообразные организмы поглощают такие "отравленные" частицы, которые, помимо прочего, могут значительно ограничить потребление питательной пищи».
«Более того, не весь микропластик одинаков, — добавляет соавтор Джоанна Ванек. — Чтобы лучше понять, как быстро и в каком количестве микропластик опускается через толщу воды в глубины океана, нам нужно изучать не только размер частиц, но и материал, из которого они сделаны. Сущеетвует огромный диапазон химических и физических свойств, которые влияют как на поведение при погружении, так и на время жизни частицы. Это, в свою очередь, решающим образом влияет на время пребывания в толще воды и, следовательно, на доступность для пораженной фауны».
В настоящем исследовании ученые впервые проанализировали временной ряд материала из седиментационной ловушки с глубины 2000 м, собранный обсерваторией «Киль 276» в период с 2003 по 2015 год. Микропластик был обнаружен в каждой из 110 исследованных проб. Количество, тип пластика и скорости вертикального переноса значительно варьировались: от 1 до примерно 3000 пластиковых частиц в день на м² опускаются в атлантические глубины, что соответствует массе от 0,0001 до почти 2 мг в день на м².
«В пересчете на весь Атлантический океан это эквивалентно поступлению около 5,4 млн тонн в год, — говорит Яника Райнекциус. — Максимальное количество микропластика может составлять до 8% от общего количества тонущего материала», — добавляет Джоанна Ванек.
Ученые обнаружили в основном очень мелкие частицы, преимущественно менее 0,1 мм. С помощью рамановской спектроскопии они идентифицировали следующие типы пластика: полиэтилен, поливинилхлорид (ПВХ), полипропилен, полистирол, полиэтилентерефталат (ПЭТФ), плексиглас, полиамид, тефлон и сополимеры полиэтилена и полипропилена. Состав полимеров значительно менялся между годами отбора проб, но всегда доминировал полиэтилен (более 70% от количества из всех проб), а ПВХ (около 20% от общего количества) был вторым по распространенности; все другие полимеры встречались лишь в крайне малых количествах.
Количество частиц полиэтилена явно коррелировало с увеличением содержания мельчайших литогенных частиц. Исходя из содержания в них особых редкоземельных элементов, исследователи предполагают, что частицы — как каменная пыль, так и пластик — были перенесены через атмосферу из северо-восточной Африки и прилегающих регионов. Для ПВХ, второго по распространенности полимера, соответствующей корреляции установить не удалось. Вместо этого была обнаружена сезонная зависимость с высокими поступлениями зимой и значительно меньшими количествами летом. По словам авторов, это может быть связано с сезонными факторами, такими как стратификация водной толщи, ветры, течения или осадки.
«Чтобы выявить больше закономерностей и яснее понять процессы, долгосрочный отбор проб определенно необходимо продолжать. И, фактически, нам также нужно больше долгосрочных станций отбора проб, — говорят Яника Райнекциус и Джоанна Ванек. — Наш анализ является первым в мире исследованием, показывающим временной ряд загрязнения морской среды микропластиком, и, таким образом, представляет собой очень важный первый шаг к пониманию происхождения и путей переноса различных микропластиков в глубины открытого океана».
Исследование было опубликовано в журнале Environmental Pollution.