Исследование того, как солнечный свет разрушает пластик на поверхности океана

Ультрафиолетовый свет солнца медленно разрушает пластик на поверхности океана. Плавающий микропластик распадается на все более мелкие, невидимые нанопластиковые частицы, которые распространяются по всей толще воды, а также на соединения, которые затем могут быть полностью разложены бактериями.

Это показали эксперименты в лаборатории Королевского Нидерландского института морских исследований (NIOZ) на острове Тексел. В последнем выпуске журнала Marine Pollution Bulletin аспирантка Аннализа Дельре и ее коллеги подсчитали, что таким образом с поверхности океана ежегодно может исчезать около двух процентов видимого плавающего пластика.

«Это может показаться незначительным, но год за годом это накапливается. Наши данные показывают, что солнечный свет мог таким образом разложить значительную часть всего плавающего пластика, который попадал в океаны с 1950-х годов», — говорит Дельре.

Парадокс исчезнувшего пластика

С начала массового производства пластика в 1950-х годах значительная часть пластиковых отходов попадала в океан через реки, сносилась ветром с суши или сбрасывалась непосредственно с кораблей. Но количество пластика, которое фактически обнаруживается в океане, составляет лишь часть от того, что в него поступило. Большая часть буквально теряется. В науке эта проблема известна как Парадокс исчезнувшего пластика. Чтобы выяснить, может ли разложение под действием УФ-света объяснить часть исчезнувшего пластика, Дельре и коллеги провели лабораторные эксперименты.

Искусственное солнце и море

В контейнер, наполненный моделированной морской водой, исследователи поместили мелкие кусочки пластика. Затем они автоматически перемешивали этот «пластиковый суп» под лампой, имитирующей УФ-свет солнца. Выделяющиеся из разрушающихся пластиковых частиц газы и растворенные соединения, включая нанопластик, затем улавливались и анализировались.

Из этих измерений исследователи установили, что ежегодно разлагается как минимум 1,7% (видимого) микропластика. В основном он распадается на все более мелкие фрагменты, включая (невидимый) нанопластик, а также на молекулы, которые также встречаются в сырой нефти. Возможно, некоторые из них могут быть далее разложены бактериями. Лишь небольшая часть полностью окисляется до относительно безвредного CO₂.

Включив эти данные в более сложную модель, учитывающую поступление плавающего пластика в океан, его выброс на берег и продолжающееся фоторазложение на поверхности, ученые пришли к выводу, что разрушение солнечным светом могло трансформировать пятую часть (22%) всего плавающего пластика, когда-либо попавшего в океан, в основном в более мелкие, растворенные частицы и соединения.

«Этими расчетами мы добавляем важный элемент в мозаику Парадокса исчезнувшего пластика», — говорит Хельге Ниманн, исследователь NIOZ и профессор Утрехтского университета, один из научных руководителей аспирантки Дельре.

Воздействие на морскую жизнь

В этом исследовании потенциально может быть и хорошая новость, говорит Ниманн. «Частично пластик распадается на вещества, которые могут быть полностью разложены бактериями. Но другая часть остается в воде в виде невидимых наночастиц».

В более раннем исследовании с «реальной» водой Ваттового и Северного морей, опубликованном в журнале Science of The Total Environment, Ниманн и коллеги уже показали, что значительная часть исчезнувшего пластика плавает в океанах в виде невидимых наночастиц.

«Точные эффекты воздействия этих частиц на водоросли, рыб и другие формы жизни в океанах все еще во многом неясны, — говорит Ниманн. — С помощью этих экспериментов с УФ-светом мы можем объяснить еще одну часть пластикового парадокса. Нам необходимо продолжать исследовать судьбу оставшегося пластика. Также нам нужно изучить, что весь этот микро- и нанопластик делает с морской жизнью. Еще более важно, — подчеркивает Ниманн, — полностью прекратить загрязнение пластиком, так как это лишь сгущает "пластиковый суп" в океане».