Морское пластиковое загрязнение

Путь, по которому пластик попадает в мировой океан

Загрязнение морской среды пластиком — это тип загрязнения морской среды , пластиком размер которого варьируется от крупных исходных материалов, таких как бутылки и пакеты, до микропластика, образующегося в результате фрагментации пластикового материала. Морской мусор – это в основном выброшенный человеком мусор, который плавает или находится во взвешенном состоянии в океане. Восемьдесят процентов морского мусора – это пластик . Микропластик и нанопластик возникают в результате распада или фоторазложения пластиковых отходов в поверхностных водах, реках или океанах. Недавно ученые обнаружили нанопластики в сильном снегопаде, а точнее, около 3000 тонн, которые ежегодно покрывают Швейцарию.

По оценкам, по состоянию на конец 2013 года в Мировом океане имеется 86 миллионов тонн пластикового морского мусора, если предположить, что 1,4% мирового пластика, произведенного с 1950 по 2013 год, попало в океан и скопилось там. По оценкам, к 2022 году мировое потребление пластика составит 300 миллионов тонн в год, из которых около 8 миллионов тонн попадут в океаны в виде макропластика. Около 1,5 миллиона тонн первичного микропластика попадает в моря. Около 98% этого объема приходится на наземную деятельность, а остальные 2% приходится на морскую деятельность. По оценкам, ежегодно в водные экосистемы попадает 19–23 миллиона тонн пластика. , Конференции ООН по океану 2017 года По оценкам океаны могут содержать больше пластика, чем рыбы . к 2050 году

Океаны загрязнены пластиковыми частицами самых разных размеров: от крупных исходных материалов, таких как бутылки и пакеты, до микропластика, образующегося в результате фрагментации пластикового материала. Этот материал очень медленно разлагается или удаляется из океана, поэтому частицы пластика в настоящее время широко распространены по поверхности океана и, как известно, оказывают пагубное воздействие на морскую жизнь . Выброшенные пластиковые пакеты, кольца из шести пачек, окурки и другие виды пластиковых отходов, которые попадают в океан, представляют опасность для дикой природы и рыболовства. Водная жизнь может оказаться под угрозой из-за запутывания, удушья и проглатывания. Рыболовные сети в океане , обычно изготовленные из пластика, могут быть оставлены или потеряны рыбаками . Известные как сети-призраки , они опутывают рыб, дельфинов , морских черепах , акул , дюгоней , крокодилов , морских птиц , крабов и других существ, ограничивая движение, вызывая голод , рваные раны , инфекции , а у тех, кому необходимо вернуться на поверхность, чтобы дышать, удушье . Существуют различные виды океанического пластика, вызывающие проблемы для морской жизни . Крышки от бутылок были обнаружены в желудках черепах и морских птиц, которые погибли из-за закупорки дыхательных и пищеварительных путей . Сети-призраки также являются проблемным типом океанского пластика, поскольку они могут постоянно удерживать морскую жизнь в ловушке в процессе, известном как «рыбалка-призрак».

В 10 крупнейших источников загрязнения океана пластиком в мире входят, от большего к меньшему, Китай , Индонезия , Филиппины , Вьетнам , Шри-Ланка , Таиланд , Египет , Малайзия , Нигерия и Бангладеш . в основном через Янцзы , Инд , Хуанхэ , Хай , Нил , Ганг , Жемчужную реку , Амур , Нигер и Меконг , и на его долю приходится «90 процентов всего пластика, попадающего в мировой океан». Азия была ведущим источником неправильного обращения с пластиковыми отходами: только на Китай приходится 2,4 миллиона метрических тонн. Организация Ocean Conservancy сообщила, что Китай, Индонезия, Филиппины, Таиланд и Вьетнам сбрасывают в море больше пластика, чем все остальные страны вместе взятые.

Пластмассы накапливаются, потому что они не разлагаются так, как это делают многие другие вещества. Они фотодеградируют под воздействием солнца, но правильно это происходит только в сухих условиях, а вода замедляет этот процесс. В морской среде фоторазлагаемый пластик распадается на все более мелкие кусочки, оставаясь при этом полимерами , вплоть до молекулярного уровня . Когда плавающие частицы пластика фоторазлагаются до зоопланктона размеров , медузы пытаются их съесть, и таким образом пластик попадает в пищевую цепь океана .

Решение проблемы загрязнения морской среды пластиком, а также загрязнения пластиком всей окружающей среды, будет переплетено с изменениями в методах производства и упаковки , а также с сокращением использования, в частности, одноразовых или недолговечных пластиковых изделий. Существует множество идей по очистке океанов от пластика, включая улавливание пластиковых частиц в устьях рек перед попаданием в океан и очистку океанских круговоротов .

Масштаб проблемы

Женщина и мальчик собирают пластиковый мусор на пляже во время уборки в Гане .

Выставка в Морской лаборатории Моут , на которой представлены пластиковые пакеты в океане, похожие на медуз.

Загрязнение морской среды пластиковыми веществами признано проблемой высочайшего масштаба с точки зрения загрязнения. Большинство пластиков, используемых в повседневной жизни людей, никогда не перерабатываются. Одноразовый пластик такого типа вносит значительный вклад в 8 миллионов тонн пластиковых отходов, обнаруживаемых в океане каждый год. Если эта тенденция сохранится, к 2050 году пластика в океане будет больше, чем рыбы по весу. Всего за первое десятилетие века было создано больше пластика, чем всего пластика за всю историю до 2000 года, и большая часть этого пластика не перерабатывается. Одна из оценок исторического производства пластика дает цифру в 8,300 миллионов метрических тонн (Мт) мирового производства пластика до 2015 года, из которых 79% было накоплено на свалках или в окружающей среде. По данным ICUN, это число выросло до 14 миллионов тонн пластика. По оценкам, во всех океанах мира, простирающихся от верхней части океана до морского дна, содержится от 15 до 51 триллиона кусочков пластика. Океаны — самые глубокие и обширные бассейны Земли, средняя глубина абиссальных равнин составляет около 4 км ниже уровня моря. Гравитация естественным образом будет перемещать и переносить материалы с суши в океан, причем океан становится конечным хранилищем. Океанское пластиковое загрязнение примечательно своей повсеместной распространенностью: от океанских впадин , глубоководных отложений , на океанском дне и океанских хребтах до поверхности океана и прибрежных окраин океанов. Даже на отдаленных островных атоллах могут быть пляжи, наполненные пластиком из далекого источника. На поверхности океана пластиковый мусор концентрируется в круговых структурах большой площади, называемых океанскими круговоротами . Океанские круговороты образуются во всех океанах из-за чередования зональных ветров, которые вызывают внутренний перенос к экватору в субтропиках и внутренний перенос к полюсам в приполярных океанах. Океанские течения концентрируют пластиковые отходы в круговоротах.

Пластмассы производятся все чаще из-за их гибкости, формования и долговечности, что обеспечивает пластику множество полезных применений. Пластмассы чрезвычайно устойчивы к естественным процессам выветривания , которые разрушают многие другие материалы на поверхности Земли. Океанские процессы , включая штормы, воздействие волн, океанские течения, гидратацию и воздействие на поверхность процессов атмосферного выветривания (например, окисления) и ультрафиолетового излучения, имеют тенденцию разбивать пластиковые частицы на все уменьшающиеся размеры (что приводит к образованию микропластика), а не переваривать их органически. или химически изменять пластиковые вещества. По оценкам, общее количество и вес пластика в пяти зонах концентрации пластика океанского круговорота составляет порядка 5,25 триллиона частиц весом почти 300 000 тонн. Уменьшение размера пластиковых частиц до миллиметров и микромасштабов позволяет пластику оседать в глубоководных отложениях, причем в отложениях оказывается, возможно, в четыре раза больше пластика, чем в поверхностных водах океана. Пластик в настоящее время является частью сложных биогеохимических циклов , в которых живые организмы, такие как китообразные , морские птицы, млекопитающие и бактерии, поглощают пластик.

Ежегодно производится более 300 миллионов тонн пластика, половина из которых используется в одноразовых продуктах, таких как чашки, пакеты и упаковка. По оценкам, ежегодно в водные экосистемы попадает 19–23 миллиона тонн пластика. Невозможно знать наверняка, но по оценкам, в наших океанах содержится около 150 миллионов тонн пластика. Пластиковое загрязнение составляет 80% всего морского мусора – от поверхностных вод до глубоководных отложений. Поскольку пластик легкий, большая часть этого загрязнения наблюдается на поверхности океана и вокруг нее, но пластиковый мусор и частицы в настоящее время обнаруживаются в большинстве морских и наземных сред обитания, включая глубокое море, Великие озера, коралловые рифы, пляжи, реки и устья рек. . Подводные каньоны также являются важными местами накопления мусора, способствующими переносу такого мусора в глубокое море. Самым ярким свидетельством проблемы пластика в океане являются пятна мусора, которые скапливаются в районах круговорота. Круговорот — это круговое океанское течение, образованное ветрами Земли и силами, создаваемыми вращением планеты. Существует пять основных океанских круговоротов: субтропические круговороты Северной и Южной Тихого океана , субтропические круговороты Северной и Южной Атлантики и субтропический круговорот Индийского океана. В каждом из них есть значительные мусорные пятна.

Более крупные пластиковые отходы (макропластик) могут проглатываться морскими видами, наполняя их желудки и заставляя их думать, что они сыты, хотя на самом деле они не получили ничего, что имело бы пищевую ценность. Это может привести к тому, что морские птицы, киты, рыбы и черепахи умрут от голода с желудками, наполненными пластиком. Морские виды также могут задохнуться или запутаться в пластиковом мусоре.

Отходы макропластика могут развалиться на более мелкие фрагменты пластикового мусора, известные как микропластик, если их размер меньше 5 мм. Воздействие солнечного света, температура, влажность, волны и ветер начинают разрушать пластик на куски длиной менее пяти миллиметров. Пластик также может расщепляться более мелкими организмами, которые поедают пластиковый мусор, разбивая его на мелкие кусочки, и либо выделяют этот микропластик, либо выплевывают его. В ходе лабораторных испытаний было обнаружено, что амфиподы вида Orchestia gammarellus могут быстро пожирать кусочки пластиковых пакетов, измельчая один пакет на 1,75 миллиона микроскопических фрагментов. Хотя пластик разлагается, он по-прежнему остается искусственным материалом, который не подвергается биологическому разложению. По оценкам, около 90% пластика в пелагической морской среде представляет собой микропластик. Существуют также первичные источники микропластика, такие как микрошарики и зернышки. Этот микропластик часто потребляется морскими организмами, находящимися в основании пищевой цепи, такими как планктон и личинки рыб, что приводит к концентрации проглоченного пластика наверху пищевой цепи. Пластмассы производятся с использованием токсичных химикатов, поэтому эти токсичные вещества попадают в пищевую цепь морских организмов, включая рыбу, которую едят некоторые люди.

• 
  Микропластик среди песка и стеклянных сфер в отложениях Рейна . Белая полоса соответствует 1 мм.
• 
  Взаимодействие морских микроорганизмов и микропластика

Виды источников и суммы

Среднее расчетное время разложения типичных предметов морского мусора. Пластиковые предметы показаны синим цветом.

Количество пластиковых отходов, попадающих в моря, увеличивается с каждым годом, при этом большая часть пластика попадает в моря в виде частиц размером менее 5 миллиметров. По состоянию на 2016 год По оценкам, в мировом океане было около 150 миллионов тонн пластикового загрязнения, которое, по оценкам, вырастет до 250 миллионов тонн в 2025 году. По оценкам другого исследования, в 2012 году этот показатель составлял примерно 165 миллионов тонн. В 2020 году исследование показало, что Атлантический океан содержит примерно в десять раз больше пластика, чем считалось ранее. Самый крупный вид пластикового загрязнения (~10%), и большая часть крупного пластика в океанах выбрасывается и теряется в сетях рыболовной промышленности.

Организация Ocean Conservancy сообщила, что Китай, Индонезия, Филиппины, Таиланд и Вьетнам сбрасывают в море больше пластика, чем все остальные страны вместе взятые.

По оценкам одного исследования, в море на плаву находится более 5 триллионов пластиковых кусочков (которые делятся на четыре класса: мелкий микропластик, крупный микропластик, мезо- и макропластик). В 2020 году новые измерения обнаружили в Атлантическом океане более чем в 10 раз больше пластика, чем предполагалось ранее.

В октябре 2019 года, когда исследования показали, что значительная часть загрязнения океана пластиком приходится на китайские грузовые суда, Представитель Ocean Cleanup сказал: «Все говорят о спасении океанов путем прекращения использования пластиковых пакетов, соломинок и одноразовой упаковки. Это важно, но когда мы отправляемся в океан, мы не обязательно обнаруживаем именно это».

Почти 20% пластикового мусора, загрязняющего океанскую воду, что составляет 5,6 миллиона тонн, поступает из океанских источников. MARPOL , международный договор, «налагает полный запрет на утилизацию пластика в море». Торговые суда выбрасывают грузы, сточные воды в океан , использованное медицинское оборудование и другие виды отходов, содержащих пластик. В Соединенных Штатах Закон об исследовании и контроле загрязнения морской среды пластиком 1987 года запрещает сброс пластика в море, в том числе с военно-морских судов. Военно-морские и исследовательские суда выбрасывают отходы и военное оборудование, которые считаются ненужными. Прогулочные суда выбрасывают рыболовные снасти и другие виды отходов случайно или из-за небрежного обращения. Крупнейшим источником пластикового загрязнения океана являются выброшенные рыболовные снасти (включая ловушки и сети), которые, по оценкам, в некоторых районах составляют до 90% пластикового мусора.

Континентальный пластиковый мусор попадает в океан в основном через ливневые стоки, стекает в водотоки или непосредственно сбрасывается в прибрежные воды. Было доказано, что пластик в океане следует за океанскими течениями, которые в конечном итоге формируют так называемые «Большие мусорные пятна».

Производство пластиковых отходов превышает количество пластикового загрязнения, выбрасываемого из океана.

Воздействие микропластика и макропластика в океан происходит не через попадание пластика непосредственно в морские экосистемы , а через загрязненные реки, которые ведут или создают пути к океанам по всему миру. Реки могут выступать в качестве источника или стока в зависимости от контекста. Реки считаются основным источником пластикового загрязнения океана. хотя, возможно, не в такой степени, как прямой вклад прибрежного населения.

Количество пластика, которое зарегистрировано в океане, значительно меньше, чем количество пластика, попадающего в океан в любой момент времени. Согласно исследованию, проведенному в Великобритании, существует «десять основных» доминирующих типологий макропластика, которые ориентированы исключительно на потребителя (расположены в таблице ниже). В рамках этого исследования было подсчитано 192 213 предметов мусора, из которых в среднем 71% составляли пластиковые, а 59% — предметы из макропластика, предназначенные для потребителей. Несмотря на то, что загрязнение пресной воды является основным фактором загрязнения морской среды пластиком, проводится мало исследований и сбора данных об объеме загрязнения, поступающего из пресной воды в морскую. минимальный В большинстве статей делается вывод о том, что сбор данных о пластиковом мусоре в пресноводной и естественной наземной среде , хотя именно они вносят основной вклад. Необходимость изменения политики в производстве, использовании, утилизации и управлении отходами необходима для уменьшения количества и потенциала попадания пластика в пресноводную среду.

Исследование морского дна с использованием траловых сетей в 1994 году в северо-западной части Средиземноморья у берегов Испании, Франции и Италии показало, что средняя концентрация мусора составила 1935 предметов на квадратный километр. Пластиковый мусор составил 77%, из которых 93% составили полиэтиленовые пакеты.

Плавучесть

Примерно половина пластикового материала, попадающего в морскую среду, является плавучей , но засорение организмами может привести к тому, что пластиковый мусор опустится на морское дно , где он может помешать обитающим в отложениях видам и процессам осадочного газообмена. На плавучесть микропластика влияют несколько факторов, в том числе плотность пластика, из которого он состоит, а также размер и форма самих фрагментов микропластика. Микропластик также может образовывать плавучий слой биопленки на поверхности океана. Изменения плавучести в связи с проглатыванием микропластика четко наблюдаются у автотрофов, поскольку поглощение может влиять на фотосинтез и последующий уровень газа. Однако эта проблема имеет большее значение для более крупного пластикового мусора.

Плотность пластика

Тип пластика	Аббревиатура	Плотность (г/см 3 )
Полистирол	ПС	1.04–1.08
Пенополистирол	прибыль на акцию	0.01–0.04
Полиэтилен низкой плотности	ПВД	0.89–0.93
Полиэтилен высокой плотности	ПНД	0.94–0.98
Полиамид	Хорошо	1.13–1.16
Полипропилен	ПП	0.85–0.92
Акрилонитрил-бутадиен-стирол	АБС	1.04–1.06
Политетрафторэтилен	ПТФЭ	2.10–2.30
Ацетат целлюлозы	ЧТО	1.30
Поликарбонат	ПК	1.20–1.22
Полиметилметакрилат	ПММА	1.16–1.20
Поливинилхлорид	ПВХ	1.38–1.41
Полиэтилентерефталат	ДОМАШНИЙ ПИТОМЕЦ	1.38–1.41

Наземные источники загрязнения океана пластиком

Продолжительность: 13 секунд. 0:13

Фоторазлагаемая пластиковая соломинка: легкое прикосновение разбивает соломинку на микропластик.

Дополнительная информация: Загрязнение пластиком § Основные страны-загрязнители пластика.

Оценки вклада наземного пластика сильно различаются. В то время как одно исследование показало, что чуть более 80% пластикового мусора в океанской воде поступает из наземных источников, на которые приходится 800 000 тонн (880 000 коротких тонн) каждый год. В 2015 году было подсчитано, что в 2010 году в 192 прибрежных странах было произведено 275 миллионов тонн (303 миллиона коротких тонн) пластиковых отходов, причем в океан попало от 4,8 до 12,7 миллионов тонн (от 5,3 до 14 миллионов коротких тонн) – процент всего лишь до 5%.

Большая часть наземного пластикового загрязнения попадает в океан из Южной, Юго-Восточной и Восточной Азии, причем крупнейшими источниками выбросов являются Китай, Индонезия, Филиппины и Индия.

Источником, вызывающим беспокойство, являются свалки . Большинство отходов в виде пластика на свалках представляют собой предметы одноразового использования, такие как упаковка. Выбрасывание пластика таким образом приводит к его накоплению. Хотя утилизация пластиковых отходов на свалках сопряжена с меньшим риском выбросов газа, чем утилизация путем сжигания, первый вариант имеет ограничения по пространству. Еще одна проблема заключается в том, что прокладки, служащие защитным слоем между свалкой и окружающей средой, могут сломаться, что приведет к утечке токсинов и загрязнению близлежащей почвы и воды. Свалки, расположенные вблизи океанов, часто способствуют образованию океанского мусора, поскольку мусор легко сметается и переносится в море ветром или небольшими водными путями, такими как реки и ручьи. Морской мусор также может образовываться в результате недостаточной очистки сточных вод, которые в конечном итоге попадают в океан через реки. Пластиковые предметы, которые были неправильно выброшены, также могут быть унесены в океан через ливневые воды.

Нурдлс

Этот раздел представляет собой отрывок из статьи « Загрязнение пластиковыми гранулами» . [ редактировать ]

Загрязнение пластиковыми гранулами — это тип морского мусора, происходящий из пластиковых частиц, которые повсеместно используются для производства крупномасштабных пластиков. В контексте загрязнения пластиком эти предварительные пластиковые гранулы широко известны как «зернашки». Эти микропластики создаются отдельно от потребительского пластика, для получения которого они расплавляются, и потеря гранул может происходить как на этапе производства, так и на этапе транспортировки. При попадании в открытую окружающую среду они создают стойкое загрязнение как океанов, так и пляжей. Считается, что ежегодно около 230 000 тонн зерен выбрасывается в океаны, где морские птицы, рыбы и другие дикие животные часто принимают их за пищу. Из-за их небольшого размера их, как известно, трудно убрать с пляжей и в других местах.

Микропластик

Микропластик на поверхности океана, 1950–2000 гг. и прогнозы на последующий период, в миллионах метрических тонн

Бусины из пенополистирола на ирландском пляже

Большое тихоокеанское мусорное пятно . Тихоокеанские течения создали три «острова» мусора.

Образец микропластика, собранный Университетом штата Орегон.

Растущую озабоченность по поводу пластикового загрязнения морской экосистемы вызывает использование микропластика. Микропластик представляет собой шарики пластика шириной менее 5 миллиметров. и они обычно встречаются в мыле для рук, очищающих средствах для лица и других отшелушивающих средствах. При использовании этих продуктов микропластик проходит через систему фильтрации воды и попадает в океан, но из-за своего небольшого размера он, скорее всего, не улавливается сетками предварительной очистки на очистных сооружениях. Эти шарики вредны для организмов в океане, особенно для фильтраторов, поскольку они могут легко проглотить пластик и заболеть. Микропластик вызывает серьезную озабоченность, поскольку его трудно очистить из-за его размера, поэтому люди могут попытаться избежать использования этих вредных пластиков, покупая продукты, в которых используются экологически безопасные отшелушивающие вещества.

Поскольку пластик так широко используется по всей планете, микропластик получил широкое распространение в морской среде. Например, микропластик можно найти на песчаных пляжах. и поверхностные воды а также в толще воды и глубоководных отложениях. Микропластик также содержится во многих других типах морских частиц, таких как мертвый биологический материал (ткани и раковины) и некоторые частицы почвы (приносимые ветром и переносимые реками в океан). Плотность населения и близость к городским центрам считаются основными факторами, влияющими на обилие микропластика в окружающей среде.

Повышенная концентрация микропластика связана с выпадением осадков. Сток после осадков на суше, где производство пластика и скорость разложения пластикового мусора выше, может поставлять этот микропластик в водную среду. Чем больше осадков, тем сильнее будет эрозионный эффект поверхностного стока на суше и тем больше пластикового мусора будет перенесено.

Микропластик попадает в водные пути по многим путям, включая порчу дорожной краски, износ шин и попадание городской пыли в водные пути, пластиковые гранулы, разлитые из транспортных контейнеров, призрачные сети и другие синтетические ткани, сбрасываемые в океан, сброс косметики и попадание средств для стирки в сточные воды и морские покрытия. о деградации кораблей.

Достигая морской среды, микропластик из-за своего небольшого размера и низкой плотности переносится на большие расстояния ветром и поверхностными океанскими течениями. На транспортировку влияют присущие им характеристики (текстура и форма), а также факторы окружающей среды, такие как скорость потока, тип матрицы и сезонная изменчивость. Численные модели способны отслеживать мелкий пластиковый мусор (микро- и мезо-пластик), дрейфующий в океане. таким образом предсказывая их судьбу.

Некоторые микропластики покидают море и попадают в воздух, как исследователи из Университета Стратклайда в 2020 году. обнаружили Некоторые остаются на поверхности океана; Согласно исследованию 2018 года, микропластик составляет 92% пластикового мусора на поверхности океана. А некоторые опускаются на дно океана. По оценкам национального научного агентства Австралии CSIRO , в 2020 году на дне океана уже окажется 14 миллионов тонн микропластика. Это представляет собой увеличение по сравнению с оценкой 2015 года, согласно которой мировые океаны содержат 93–236 тысяч метрических тонн микропластика. и оценка 2018 года — 270 тыс. тонн.

Исследование распределения пластикового мусора на поверхности восточной части Тихого океана (не конкретно микропластика, хотя, как уже упоминалось ранее, большая часть пластика, скорее всего, представляет собой микропластик) помогает проиллюстрировать рост концентрации пластика в океане. Используя данные о концентрации пластика на поверхности (кусков пластика на км ² ) с 1972 по 1985 год (n=60) и 2002–2012 годы (n=457) в одной и той же зоне накопления пластика, исследование показало среднее увеличение концентрации пластика между двумя наборами данных, включая 10-кратное увеличение с 18 160 до 189 800 штук пластика на км ² .

Микропластик Северного Ледовитого океана поступает в основном из атлантических источников, особенно из Европы и Северной Америки. Недавние исследования показали, что концентрация микропластика на ледниках или снегу на удивление выше, чем даже в городских водоемах, хотя микропластик непосредственно не используется и не производится вблизи ледников. По состоянию на 2021 год на Европу и Центральную Азию придется около 16% мировых выбросов микропластика в моря.

Более высокая концентрация микропластика в ледниках указывает на то, что перенос ветром является важным путем распространения микропластика в окружающей среде.

Микропластик может накапливаться в белых шапках океанских волн или морской пене и увеличивать устойчивость прибойных волн, потенциально влияя на альбедо моря или газообмен между атмосферой и океаном. Исследование показало, что микропластик из океанов обнаруживается в морском бризе и может снова попасть в атмосферу.

Микропластик может концентрироваться в жабрах и кишечнике морских обитателей и влиять на их привычки питания, что обычно приводит к смерти. Было показано, что микропластик вызывает вялое плавательное и пищевое поведение у рыб, мидий и нематод в условиях серьезной перегрузки. Размер микропластика является важной характеристикой токсического воздействия на различные организмы, однако структура ткани и анатомия каждого организма играют важную роль в серьезности ущерба, который могут нанести эти частицы.

Влияние микропластика на морскую пищевую сеть

Биоаккумуляция микропластика может оказать огромное влияние на пищевую сеть , тем самым изменяя экосистемы и способствуя потере биоразнообразия . Попав в организм, микропластик либо переваривается, либо задерживается в организме. Если хищник потребляет организм, сохранивший микропластик, он будет косвенно потреблять этот пластик как часть своего рациона в процессе, называемом «трофическим переносом». На сохранение пластика может влиять наличие и форма пищи, но это будет Проглоченный микропластик обычно проходит по кишечному тракту, затем либо адсорбируется через слизистую оболочку кишечника, либо попадает в кишечник (т. е. закупорка кишечника вызывает задержку пластика), либо инкорпорируется в него. фекалии животного и выводится из организма.

Поглощение пластика морскими организмами теперь установлено на всей глубине океана. Микропластик был обнаружен в желудках хадальных амфипод, отобранных из Японской, Идзу-Бонинской, Марианской, Кермадекской, Новых Гебридских островов и Перу-Чилийской впадины. Пробы амфипод из Марианской впадины были отобраны на высоте 10 890 м, и все они содержали микроволокна.

По оценкам одного недавнего исследования, человек, потребляющий морепродукты, проглатывает 11 000 кусочков микропластика в год. даже мельчайшие микропластики . В человеческой крови обнаружены

Исследования

Степень загрязнения микропластиком глубокого моря еще полностью не определена, и в результате ученые в настоящее время изучают организмы и отложения, чтобы лучше понять эту проблему. В исследовании 2013 года были обследованы четыре отдельных места, чтобы представить более широкий спектр морских сред обитания на глубинах от 1100 до 5000 метров. В трех из четырех мест было обнаружено определенное количество микропластика в верхнем 1-сантиметровом слое отложений. Из каждой точки были взяты образцы керна, и микропластик отфильтрован от обычного осадка. Пластиковые компоненты были идентифицированы с помощью микрорамановской спектроскопии; Результаты показали, что искусственные пигменты обычно используются в индустрии пластмасс. В 2016 году исследователи использовали ROV для сбора девяти глубоководных организмов и верхних отложений керна. Девять глубоководных организмов были препарированы, а различные органы исследованы исследователями на берегу для выявления микропластика с помощью микроскопа. Ученые обнаружили, что шесть из девяти исследованных организмов содержат микропластик, который представляет собой микроволокна, расположенные в желудочно-кишечном тракте. Исследования, проведенные MBARI в 2013 году у западного побережья Северной Америки и вокруг Гавайских островов, показали, что из всего мусора, обнаруженного на основе видеозаписей базы данных VARS за 22 года, треть предметов составляли пластиковые пакеты. Эти обломки чаще всего встречались на глубине ниже 2000 м . Недавнее исследование, в ходе которого были собраны организмы и отложения в абиссопелагической зоне западной части Тихого океана, извлекло материалы из образцов и обнаружило, что сополимер полипропилена и этилена (40,0%) и полиэтилентерефталат (27,5%) были наиболее часто обнаруживаемыми полимерами.

Другое исследование было проведено путем сбора глубоководных отложений и образцов кораллов в период с 2011 по 2012 год в Средиземном море, юго-западной части Индийского океана и северо-восточной части Атлантического океана. Из 12 взятых проб кораллов и отложений все были обнаружены с обилием микропластика. Вискоза не является пластиком, но была включена в исследование, поскольку является распространенным синтетическим материалом. Он был обнаружен во всех образцах и составил 56,9% найденных материалов, за ним следовали полиэстер (53,4%), пластики (34,1%) и акрил (12,4%). Это исследование показало, что количество микропластика в форме микроволокон было сопоставимо с количеством, обнаруженным в приливных и сублиторальных отложениях. Исследование 2017 года дало аналогичный результат: при обследовании желоба Роколл в северо-восточной части Атлантического океана на глубине более 2200 метров были обнаружены волокна микропластика с концентрацией 70,8 частиц на кубический метр. Это сопоставимо с количествами, зафиксированными в поверхностных водах. В этом исследовании также изучалось микрозагрязнение, попадающее в организм донных беспозвоночных Ophiomusium lymani , Hymenaster pellucidus и Colus jeffreysianus, и было обнаружено, что из 66 изученных организмов 48% потребляли микропластик в количествах, также сопоставимых с прибрежными видами. Недавний обзор 112 исследований выявил самый высокий уровень потребления пластика организмами, собранными в Средиземноморье и северо-восточной части Индийского океана, со значительными различиями между типами пластика, потребляемыми разными группами животных, включая различия в цвете и типе преобладающих полимеров. В целом микропластик из прозрачных волокон, вероятно, является наиболее преобладающим типом, потребляемым морской мегафауной по всему миру.

В 2020 году ученые создали, возможно, первую научную оценку того, сколько микропластика в настоящее время находится на морском дне Земли, после исследования шести участков глубиной ~3 км и ~300 км от австралийского побережья. Они обнаружили, что сильно варьирующееся количество микропластика пропорционально пластику на поверхности и углу наклона морского дна. Усредняя массу микропластика на см ³ По их оценкам, морское дно Земли содержит около 14 миллионов тонн микропластика – примерно в два раза больше, чем они предполагали на основе данных более ранних исследований – несмотря на то, что обе оценки были названы «консервативными», поскольку известно, что прибрежные районы содержат гораздо больше микропластика. Эти оценки примерно в один-два раза превышают количество пластика, которое, как считается, ежегодно попадает в океаны.

Два миллиарда человек во всем мире не имеют адекватных сооружений для сбора мусора, способных собирать вредный пластик. Улучшение очистки сточных вод и управления ливневыми водами части 1,5 миллионов тонн микропластика во многих бедных странах предотвратит попадание в морские экосистемы каждый год.

Токсичные химикаты

Токсичные добавки, используемые при производстве пластиковых материалов, могут выделяться в окружающую среду при воздействии воды. По всему миру с плавучими пластиковыми матрицами транспортируется около 8000–19 000 тонн добавок, значительная часть которых также транспортируется в Арктику. Переносимые водой гидрофобные загрязнители собираются и накапливаются на поверхности пластикового мусора. таким образом, пластик в океане становится гораздо более смертоносным, чем на суше. Также известно, что гидрофобные загрязнители биоаккумулируются в жировых тканях, биоусиливаясь по пищевой цепи и оказывая давление на высших хищников и людей. некоторые пластиковые добавки Известно, что нарушают работу эндокринной системы при употреблении, другие могут подавлять иммунную систему или снижать репродуктивную способность.

Плавающий мусор также может поглощать стойкие органические загрязнители из морской воды, включая ПХБ , ДДТ и ПАУ . Пластиковый мусор может поглощать токсичные химические вещества из загрязнения океана, потенциально отравляя любое существо, которое его поедает. Помимо токсического воздействия при попадании в организм некоторые из них воздействуют на клетки мозга животных так же, как эстрадиол , вызывая гормональные нарушения у пораженных диких животных. Исследование показало, что когда пластик со временем разлагается, он выделяет в воду потенциально токсичный бисфенол А (BPA) и олигомер PS. Считается, что эти токсины наносят вред морской жизни, обитающей в этом районе. Бисфенол А (БФА) — известный пример пластификатора, производимого в больших объемах для упаковки пищевых продуктов, откуда он может проникать в пищу, что приводит к воздействию на человека. Будучи агонистом рецепторов эстрогена и глюкокортикоидов , BPA влияет на эндокринную систему и связан с увеличением количества жира у грызунов.

Исследователи собрали образцы морской воды по всему миру и обнаружили, что все образцы содержат производные полистирола . Полистирол — это пластик, который содержится в пенопласте и многих предметах домашнего обихода и потребительских товарах. Затем ученые смоделировали разложение полистирола в открытом океане. Результаты этого моделирования показали, что полистирол, который начинает разрушаться при температуре 86° и выше, распадается на вредные химические вещества, такие как бисфенол А (BPA, который может нанести вред репродуктивной системе животных), мономер стирола (предположительно канцероген ). и тример стирола (побочный продукт производства полистирола).

Пластификаторы в микропластике были связаны с аномальным ростом и репродуктивными проблемами на многих животных моделях из-за эндокринных нарушений . Также предполагается, что микропластик вызывает раздражение желудочно-кишечного тракта , изменение микробиома , нарушение энергетического и липидного обмена , а также окислительный стресс .

Органические загрязнители, такие как пестициды , могут проникать в организмы, поглощающие микропластик, а также опасные металлы, такие как свинец и кадмий .

Места накопления

Тихоокеанский мусор на пляже с черным песком в Мауи, Гавайи.

Зона субтропической конвергенции северной части Тихого океана

Пластиковый мусор имеет тенденцию скапливаться в центре океанских круговоротов . Северо -Тихоокеанский круговорот , например, собрал так называемое « Большое тихоокеанское мусорное пятно », площадь которого, по оценкам, в один-двадцать раз превышает площадь Техаса (приблизительно от 700 000 до 15 000 000 квадратных километров). Пластика в море может быть столько же, сколько рыбы. Он имеет очень высокий уровень пластиковых частиц, взвешенных в верхних слоях воды. В пробах, взятых из Северо-Тихоокеанского круговорота в 1999 году, масса пластика превышала массу зоопланктона (доминирующего животного мира в этом районе) в шесть раз.

Атолл Мидуэй , как и все Гавайские острова , получает значительное количество мусора из мусорных свалок. Этот мусор, на девяносто процентов пластиковый, скапливается на пляжах Мидуэя, где становится опасностью для птичьего населения острова.

Мусорные патчи

Этот раздел представляет собой отрывок из Garbage patch . [ редактировать ]

Мусор выброшен на берег на Гавайях из Большого Тихоокеанского мусорного пятна.

Мусорное пятно — это круговорот частиц морского мусора, возникший в результате воздействия океанских течений и растущего загрязнения пластиком со стороны населения. Эти антропогенные скопления пластика и другого мусора ответственны за экосистемные и экологические проблемы, которые влияют на морскую жизнь, загрязняют океаны токсичными химикатами и способствуют выбросам парниковых газов . Попадая в воду, морской мусор становится подвижным. Обломки могут быть унесены ветром или следовать за течением океанских течений, часто оказываясь в центре океанских круговоротов , где течения самые слабые.

На мусорных участках мусор не компактен, и хотя большая часть его находится у поверхности океана, его можно обнаружить на глубине более 30 метров (100 футов). Пятна содержат пластик и мусор самых разных размеров: от микропластика и мелких пластиковых гранул до крупных предметов, таких как рыболовные сети , потребительские товары и бытовая техника, потерянных в результате наводнения или потери при транспортировке.

Мусорные пятна растут из-за повсеместной потери пластика из систем сбора мусора. По оценкам Программы ООН по окружающей среде , «на каждую квадратную милю океана» приходится около «46 000 кусков пластика». В 10 крупнейших источников загрязнения океана пластиком в мире входят, от большего к меньшему, Китай, Индонезия, Филиппины, Вьетнам, Шри-Ланка, Таиланд, Египет, Малайзия, Нигерия и Бангладеш. в основном через реки Янцзы , Инд , Желтый , Хай , Нил , Ганг , Жемчуг , Амур , Нигер и Меконг , и на их долю приходится «90 процентов всего пластика, попадающего в мировые океаны». Азия была ведущим источником неправильного обращения с пластиковыми отходами : только на Китай приходится 2,4 миллиона метрических тонн.

Самым известным из них является Большое Тихоокеанское мусорное пятно , имеющее самую высокую плотность морского мусора и пластика. Тихоокеанское мусорное пятно имеет два массовых скопления: западное мусорное пятно и восточное мусорное пятно, первое у побережья Японии , а второе между Калифорнией и Гавайями . Эти мусорные пятна содержат 90 миллионов тонн (100 миллионов коротких тонн) мусора. Другие идентифицированные пятна включают мусорное пятно в Северной Атлантике между Северной Америкой и Африкой, мусорное пятно в Южной Атлантике, расположенное между восточной частью Южной Америки и оконечностью Африки, мусорное пятно в южной части Тихого океана , расположенное к западу от Южной Америки, и мусорное пятно в Индийском океане, обнаруженное на востоке. Южной Африки перечислены в порядке убывания размера.

Воздействие на окружающую среду

См. Также: Загрязнение морской среды § Пластиковый мусор , Мусорное пятно в Северной Атлантике и Микропластик § Биологическая интеграция в организмы.

Результаты модели для определения плотности планктонных пластиковых частиц (красный — более плотный, зеленый — менее плотный)

Мусор, попадающий в океаны, токсичен для морской жизни и человека. Токсины, входящие в состав пластика, включают диэтилгексилфталат, который является токсичным канцерогеном , а также свинец, кадмий и ртуть.

Планктон, рыбы и, в конечном итоге, человечество по пищевой цепи поглощают эти высокотоксичные канцерогены и химические вещества. Употребление рыбы, содержащей эти токсины, может вызвать рост рака, иммунных нарушений и врожденных дефектов. Однако эти токсины содержатся не только в рыбе, но и в основных продуктах питания, питьевой воде, поваренной соли, зубной пасте и других морепродуктах. Эти проблемы можно обнаружить в Индонезии, которая является вторым по величине источником пластиковых отходов, где человеческие фекалии были собраны у рыбаков и обнаружили, что 50% из них содержат концентрации микропластика. В каждом человеческом стуле, содержащем микропластик, концентрация микропластика составляла от 3,33 до 13,99 мкг на грамм фекалий.

Большая часть мусора вблизи и в океане состоит из пластика и является постоянным источником загрязнения морской среды. Во многих странах неправильное обращение с твердыми отходами означает, что пластик, попадающий в систему водоснабжения, практически не контролируется. По состоянию на 2016 год насчитывается 5,25 триллиона частиц пластикового загрязнения, общий вес которых достигает 270 000 тонн. С тех пор исследования показали, что количество пластиковых частиц увеличилось где-то с 15 до 51 триллиона частиц в 2021 году. Этот пластик захватывается океанскими течениями и накапливается в больших вихрях, известных как океанские круговороты . Большинство круговоротов становятся свалками загрязнений, заполненными пластиком.

Исследование плавающего пластикового мусора в океане было самой быстрорастущей темой среди 56 тем устойчивого развития , рассмотренных в исследовании научных публикаций 193 стран в период с 2011 по 2019 год. За девять лет количество глобальных исследований, документирующих это явление, выросло с 46 (2011 г.) до 853 (2019) публикации.

Морские экосистемы

С 2000-х годов среди экспертов возросла обеспокоенность тем, что некоторые организмы приспособились к жизни. плавающий пластиковый мусор, что позволяет им рассеиваться с океанскими течениями и, таким образом, потенциально становиться инвазивными видами в отдаленных экосистемах. Морские животные могут получить внутренние травмы, рваные раны , инфекции, голодание и снижение способности плавать из-за попадания пластика или запутывания в пластиковом мусоре. Кроме того, плавающий пластик способствует распространению инвазивных морских организмов, ставя под угрозу морское биоразнообразие и пищевую цепочку . Исследования 2014 года в водах вокруг Австралии. подтвердил большое количество таких колонистов, даже на крошечных хлопьях, а также обнаружил, что процветающие океанские бактерии разъедают пластик, образуя ямки и бороздки. Эти исследователи показали, что «биодеградация пластика происходит на поверхности моря» под действием бактерий, и отметили, что это согласуется с новым объемом исследований таких бактерий. Их выводы также согласуются с другими крупными исследованиями, проведенными в 2014 году, целью которого было ответить на загадку общего отсутствия накопления плавающего пластика в океанах, несмотря на продолжающиеся высокие уровни сбросов. Пластики были обнаружены в виде микроволокон в образцах керна, извлеченных из отложений на дне глубокого океана. Причину столь широкомасштабного глубоководного осаждения еще предстоит определить.

Гидрофобная природа пластиковых поверхностей стимулирует быстрое образование биопленок . которые поддерживают широкий спектр метаболической активности и способствуют сукцессии других микро- и макроорганизмов.

Фотодеградация пластмасс

См. Также: Фоторазложение и микропластик.

Вымытые пластиковые отходы на пляже в Сингапуре

Мусорные пятна — один из нескольких океанических регионов, где исследователи изучали эффекты фотодеградации пластика в нейстонном слое воды. В отличие от органических отходов, которые разлагаются биологически , пластик распадается на все более мелкие кусочки, оставаясь при этом полимером (без химических изменений). Этот процесс продолжается вплоть до молекулярного уровня. Некоторые пластмассы разлагаются в течение года после попадания в воду, выделяя потенциально токсичные химические вещества, такие как бисфенол А , ПХБ и производные полистирола .

По мере фоторазложения пластикового мусора на все более мелкие кусочки он концентрируется в верхних слоях воды. По мере распада кусочки становятся достаточно маленькими, чтобы их могли проглотить водные организмы, обитающие у поверхности океана. Пластик может концентрироваться в нейстоне , попадая тем самым в пищевую цепь . Распад означает, что большая часть пластика слишком мала, чтобы ее можно было увидеть. Более того, пластик, подвергающийся воздействию солнечного света и воды, производит парниковые газы , что приводит к дальнейшему воздействию на окружающую среду.

Поскольку частицы пластика в основном встречаются в пелагическом слое океана, они подвергаются высокому уровню фотодеградации, в результате чего пластик распадается на все более мелкие кусочки. Эти кусочки со временем становятся настолько маленькими, что даже микроорганизмы могут их поглощать и усваивать, превращая пластик в углекислый газ . В некоторых случаях эти микропластики впитываются непосредственно в биомолекулы микроорганизмов. Однако, прежде чем достичь этого состояния, любое количество организмов потенциально может взаимодействовать с этими пластиками.

Изменение климата и аспекты загрязнения воздуха

Пластиковое загрязнение и изменение климата связаны друг с другом, и оба эффекта дополняют друг друга. Токсины, выделяемые пластиковыми загрязнителями, которые разлагаются и выбрасываются в воздух, приводят к ускорению и ухудшению темпов изменения климата. Пластик способствует решению проблем изменения климата из-за способа его производства. Поскольку ископаемое топливо используется для работы оборудования, производящего больше пластика, оно выбрасывается в воздух, что приводит к выбросам парниковых газов . Океан содержит миллионы фунтов пластиковых остатков и крупных кусков, но также содержит большую часть производимых парниковых газов. Пластик в океанах выделяет парниковые газы, разлагаясь в воде.

Парниковые газы, образующиеся при производстве пластмасс, затрудняют улавливание углерода океаном и помогают замедлить процессы изменения климата. Другой способ, которым потребление и загрязнение пластика приводит к увеличению темпов изменения климата, — это сжигание пластиковых отходов. При этом в воздух выделяется гораздо больше токсинов, а затем все это поглощается океанской водой. Океаны в конечном итоге поглощают химикаты, а также небольшие кусочки пластика, которые не были полностью расщеплены. Это приводит к загрязнению морской воды и влияет на экосистемы, живущие в океанах. Сжигание пластиковых изделий выбрасывает в воздух черный углерод. Черный углерод образуется в результате выбросов и является основным фактором изменения климата.

Воздействие на животных

Продолжительность: 1 минута 27 секунд. 1:27

Привычки питания морских черепах влияют на их реакцию на искусственный морской мусор . (Видео)

Пластиковые отходы достигли всех мировых океанов. это пластиковое загрязнение наносит вред примерно 100 000 морским черепахам и морским млекопитающим, а также 1 000 000 морских существ. Ежегодно Крупные пластмассы (так называемые «макропластики»), такие как пластиковые пакеты для покупок, могут закупоривать пищеварительный тракт более крупных животных при употреблении ими в пищу. и может вызвать голод, ограничивая движение пищи или наполняя желудок и заставляя животное думать, что он сыт. С другой стороны, микропластик наносит вред мелким морским обитателям. Например, кусочки пелагического пластика в центре круговоротов нашего океана превосходят численностью живого морского планктона и передаются по пищевой цепи, чтобы достичь всей морской жизни.

Рыболовные снасти, такие как сети, веревки, лески и клетки, часто теряются в океане и могут преодолевать большие расстояния, что отрицательно влияет на многих морских животных, таких как кораллы. Рыболовные снасти изготовлены из небиоразлагаемого пластика, в котором запутываются многие виды кораллов, что приводит к потере тканей и, возможно, к гибели.

Пластиковое загрязнение может отравить животных, что затем может отрицательно повлиять на запасы продовольствия для людей. Пластиковое загрязнение было описано как крайне вредное для крупных морских млекопитающих , а в книге « Введение в морскую биологию» оно описано как «самая большая угроза» для них. Было обнаружено, что некоторые морские виды, такие как морские черепахи, содержат большое количество пластика в желудке. Когда это происходит, животное обычно умирает от голода, поскольку пластик блокирует пищеварительный тракт животного. Иногда морские млекопитающие запутываются в пластиковых изделиях, таких как сети, которые могут причинить им вред или убить.

Запутывание

Морская черепаха запуталась в сети призраков

Запутывание в пластиковом мусоре стало причиной гибели многих морских организмов, таких как рыбы, тюлени , черепахи и птицы. Эти животные попадают в обломки и в конечном итоге задыхаются или тонут. Поскольку они не могут распутаться, они умирают от голода или от неспособности спастись от хищников. Запутывание также часто приводит к серьезным рваным ранам и язвам. Было подсчитано, что по меньшей мере 267 различных видов животных пострадали от запутывания и проглатывания пластикового мусора. Подсчитано, что более 400 000 морских млекопитающих ежегодно погибают из-за загрязнения океанов пластиком. Морские организмы попадают в выброшенные рыболовные снасти, например, в сети-призраки . Веревки и сети, используемые для ловли рыбы, часто изготавливаются из синтетических материалов, таких как нейлон, что делает рыболовные снасти более прочными и плавучими. Эти организмы также могут попасть в круглые пластиковые упаковочные материалы, и если животное продолжает расти в размерах, пластик может врезаться в его плоть. Такое оборудование, как сети, также может волочиться по морскому дну, нанося ущерб коралловым рифам.

Некоторые морские животные запутываются в более крупных кусках мусора, которые причиняют такой же вред, как и едва заметный микропластик. Мусор, который может обернуться вокруг живого организма, может стать причиной удушения или утопления. Если мусор застревает вокруг связки, которая не важна для воздушного потока, связка может вырасти и вызвать деформацию. Существование пластика в океане становится цикличным, поскольку морские обитатели, погибающие от него, в конечном итоге разлагаются в океане, повторно высвобождая пластик в экосистему.

Животные также могут попасть в пластиковые сети и кольца, что может привести к смерти. Пластиковое загрязнение затрагивает как минимум 700 морских видов, включая морских черепах, тюленей, морских птиц, рыб, китов и дельфинов. На этом участке были замечены китообразные, что создает риск запутывания и проглатывания животных, использующих мусорное пятно Большого Тихого океана в качестве миграционного коридора или основной среды обитания.

Проглатывание

Останки альбатроса, содержащие проглоченный мусор

Многие животные, живущие в море или в море, по ошибке потребляют обломки, поскольку они часто похожи на их естественную добычу. Пластиковый мусор, если он объемный или запутанный, трудно пройти и может навсегда застрять в пищеварительном тракте этих животных. Особенно, когда эволюционные адаптации не позволяют черепахам отказываться от пластиковых пакетов, которые при погружении в воду напоминают медуз, поскольку в их горле есть система, предотвращающая вытекание скользкой пищи. Тем самым блокируя прохождение пищи и вызывая смерть от голода или инфекции.

Многие из этих долговечных кусочков попадают в желудки морских птиц и животных. включая морских черепах и черноногих альбатросов . Это приводит к обструкции пищеварительных путей, что приводит к снижению аппетита или даже голоданию. Во время путешествия по Тихоокеанскому круговороту в 2008 году исследователи Фонда морских исследований Алгалита начали обнаруживать, что рыбы заглатывают пластиковые фрагменты и мусор. Из 672 рыб, пойманных во время этого рейса, 35% проглотили кусочки пластика.

С увеличением количества пластика в океане живые организмы теперь подвергаются большему риску вреда от потребления пластика и запутывания в нем. Примерно 23% водных млекопитающих и 36% морских птиц испытали на себе вред от присутствия пластика в океане. Поскольку, по оценкам, до 70% мусора находится на дне океана, а ширина микропластика составляет всего несколько миллиметров, это затрагивает морскую жизнь почти на всех уровнях пищевой цепи. Животные, которые питаются со дна океана, рискуют занести микропластик в свой организм во время сбора пищи. Мелкие морские обитатели, такие как мидии и черви, иногда принимают пластик за свою добычу.

Потребление пластика также влияет на более крупных животных, поскольку они питаются рыбой и косвенно потребляют микропластик, уже попавший в их добычу. Точно так же люди также восприимчивы к потреблению микропластика. Люди, которые едят морепродукты, также едят некоторые микропластики, попавшие в организм морских обитателей. Устрицы и моллюски — популярные средства потребления человеком микропластика. Животные, находящиеся в непосредственной близости от воды, также страдают от пластика в океане. Исследования показали, что 36% видов морских птиц потребляют пластик, потому что принимают более крупные куски пластика за еду. Пластик может вызвать закупорку кишечника, а также разрыв внутренней оболочки желудка и слизистой оболочки кишечника морских обитателей, что в конечном итоге приводит к голоданию и смерти.

Некоторые долговечные пластмассы попадают в желудки морских животных. Пластик привлекает морских птиц и рыб. Когда морские обитатели потребляют пластик, позволяя ему попасть в пищевую цепочку, это может привести к еще большим проблемам, когда виды, потреблявшие пластик, затем будут съедены другими хищниками.

Многочисленные исследования обнаружили пластик и микропластик в содержимом желудка морских животных.

Проглатывание большого количества пластикового мусора, такого как рыбные сети и веревки, может привести к гибели морских животных из-за закупорки желудка.

Млекопитающие и рыбы

в 2021 году Обзор литературы , опубликованный в журнале Science , выявил 1288 морских видов, которые, как известно, поглощают пластик. Большую часть этих видов составляют рыбы.

Морские черепахи страдают от пластикового загрязнения. Некоторые виды потребляют медуз , но часто принимают пластиковые пакеты за свою естественную добычу. Этот пластиковый мусор может убить морскую черепаху, закупорив пищевод . Согласно исследованию австралийских ученых, проведенному в 2018 году, детеныши морских черепах особенно уязвимы.

Пластмассы проглатываются различными видами китов, такими как клюворылы , усатые киты и кашалоты . Они могут принять пластик за еду и случайно съесть его, питаясь организмами-жертвами, собравшимися рядом с пластиком. Пластмассы также могут попасть в их организм, если в пищеварительном тракте жертвы уже были частицы синтетического пластика в результате биоаккумуляции. В желудках выброшенных на берег китов было обнаружено большое количество пластика . Пластиковый мусор начал появляться в желудке кашалота с 1970-х годов и, как было отмечено, стал причиной смерти нескольких китов. было обнаружено более 80 пластиковых пакетов . В июне 2018 года внутри умирающего гринды , выброшенного на берег Таиланда, В марте 2019 года на Филиппинах выбросило на берег мертвого клюворыла Кювье с 88 фунтами пластика в желудке. мертвого кашалота В апреле 2019 года, после обнаружения у берегов Сардинии с 48 фунтами пластика в желудке, Всемирный фонд дикой природы предупредил, что пластиковое загрязнение является одной из самых опасных угроз морской жизни, отметив, что погибли пять китов. пластиком в течение двух лет.

Некоторые из мельчайших кусочков пластика потребляются мелкой рыбой в части пелагической зоны океана, называемой Мезопелагической зоной , которая находится на глубине от 200 до 1000 метров ниже поверхности океана и в полной темноте. Об этих рыбах мало что известно, кроме того, что их много. Они прячутся во тьме океана, избегая хищников, а затем ночью выплывают на поверхность океана, чтобы поесть. Пластик, обнаруженный в желудках этих рыб, был собран во время кругосветного плавания Маласпины — исследовательского проекта, изучающего влияние глобальных изменений на океаны.

Исследование, проведенное Океанографическим институтом Скриппса, показало, что среднее содержание пластика в желудках 141 мезопелагической рыбы 27 различных видов составило 9,2%. По их оценкам, скорость заглатывания пластикового мусора этими рыбами в северной части Тихого океана составила от 12 000 до 24 000 тонн в год. Самая популярная мезопелагическая рыба — рыба-фонарь . Он находится в центральных океанских круговоротах , большой системе вращающихся океанских течений. Поскольку рыба-фонарь служит основным источником пищи для рыбы, которую покупают потребители, включая тунца и рыбу-меч, пластик, который они потребляют, становится частью пищевой цепи. Рыба-фонарь — одна из основных наживок в океане, и она поедает большое количество фрагментов пластика, что, в свою очередь, не делает их достаточно питательными для потребления другими рыбами.

Другое исследование показало, что в водоемах у Гавайских островов количество кусочков пластика превышает количество мальков рыб в семь раз. Препарировав сотни личинок рыб, исследователи обнаружили, что многие виды рыб заглатывают частицы пластика. Пластик также был обнаружен в летающих рыбах, которых едят высшие хищники, такие как тунцы и большинство гавайских морских птиц.

Глубоководные животные были обнаружены с пластиком в желудках. В 2020 году был обнаружен глубоководный вид Eurythenes Plasticus , причем в кишечнике одного из образцов уже был пластик; он был назван, чтобы подчеркнуть последствия пластикового загрязнения.

В 2016–2017 годах было обнаружено, что более 35% рыб-фонариков южной части Тихого океана потребляли пластиковые частицы. При попадании в организм рыбы химические соединения, содержащиеся в этих пластиках, не перевариваются. Это может повлиять на людей, поскольку рыба-фонарь является источником пищи как для лосося , так и для тунца . Рыбы и киты также могут ошибочно принять пластик за источник пищи.

Птицы

Северная олуша в Гельголанде , Германия, заперта в своих гнездах, построенных только из старых сетей и других пластиковых отходов.

Пластиковое загрязнение затрагивает не только животных, обитающих исключительно в океанах. Морские птицы также сильно страдают. В 2004 году было подсчитано, что у чаек в Северном море в желудке было в среднем тридцать кусков пластика. Морские птицы часто принимают мусор, плавающий на поверхности океана, за добычу. Их источники пищи часто уже заглатывают пластиковый мусор, передавая пластик от добычи хищнику. Проглоченный мусор может блокировать и физически повреждать пищеварительную систему птицы, снижая ее пищеварительную способность и может привести к недоеданию, голоду и смерти. Токсичные химические вещества, называемые полихлорированными бифенилами (ПХБ), также концентрируются на поверхности пластика в море и выделяются после того, как его поедают морские птицы. Эти химические вещества могут накапливаться в тканях организма и оказывать серьезное фатальное воздействие на репродуктивную способность птицы, иммунную систему и гормональный баланс. Плавающий пластиковый мусор может вызвать язвы, инфекции и привести к смерти. Морское пластиковое загрязнение может достичь даже птиц, которые никогда не бывали в море. Родители могут случайно кормить своих птенцов пластиком, принимая его за еду. Птенцы морских птиц наиболее уязвимы к проглатыванию пластика, поскольку они не могут извергать пищу, как взрослые морские птицы.

Пластикоз — это тип фиброзного заболевания, впервые обнаруженный у одного вида птиц в 2023 году.

Большая голубая цапля ловит рыбу, уже пойманную в пластиковый пакет. Птицы и другие дикие животные регулярно поедают пластик, когда он запутывается или путается с пищей.

После первоначального наблюдения, что многие пляжи Новой Зеландии имеют высокие концентрации пластиковых гранул, дальнейшие исследования показали, что различные виды прионов поглощают пластиковый мусор. птиц Голодные прионы приняли эти гранулы за еду, и эти частицы были обнаружены неповрежденными в желудках и желудочках . Следы клевания, похожие на те, что оставляют глупыши на каракатицах, были обнаружены на пластиковом мусоре, таком как пенополистирол , на пляжах голландского побережья, что показывает, что этот вид птиц также принимает пластиковый мусор за еду.

Из 1,5 миллионов альбатросов Ляйсан , населяющих атолл Мидуэй вероятно, есть пластик , почти у всех в желудочно-кишечном тракте, . Примерно треть их птенцов умирают, и многие из этих смертей происходят из-за пластика, который им невольно скормили родители. Ежегодно на Мидуэй выбрасывается двадцать тонн пластикового мусора, из которых пять тонн попадают в животы птенцов альбатросов. Эти морские птицы выбирают красные, розовые, коричневые и синие пластиковые кусочки из-за сходства с их естественными источниками пищи. В результате проглатывания пластика пищеварительный тракт может быть заблокирован, что приведет к голоданию. Дыхательное горло также может быть заблокировано, что приводит к удушью. Мусор также может накапливаться в кишечнике животного и вызывать у него ложное ощущение сытости, что также может привести к голоданию. На берегу можно увидеть тысячи трупов птиц с пластиком, оставшимся там, где когда-то был желудок. Среди останков видна долговечность пластика. В некоторых случаях пластиковые груды все еще присутствуют, хотя труп птицы разложился.

Как и люди, животные, подвергшиеся воздействию пластификаторов, могут испытывать дефекты развития. В частности, было обнаружено, что овцы имеют меньший вес при рождении при пренатальном воздействии бисфенола А. Воздействие BPA может сократить расстояние между глазами головастика. Это также может остановить развитие лягушек и привести к уменьшению длины тела. У различных видов рыб воздействие может остановить вылупление яиц и привести к уменьшению массы тела, длины хвоста и длины тела.

Неизмененное содержимое желудка мертвого птенца альбатроса включает в себя разнообразный пластиковый морской мусор.

Исследование показало, что в 1960 году менее 5% морских птиц потребляли отходы, а по состоянию на август 2015 года эта цифра выросла примерно до 90%. Прогнозируется, что к 2050 году 99% морских птиц будут потреблять такие материалы. Ученые, изучающие содержимое желудка птенцов ляйсанского альбатроса, сообщают о 40% смертности до оперения. Когда содержимое желудка было проанализировано после вскрытия, было обнаружено, что оно содержит пластиковые отходы. токсичные химические вещества, такие как ДДТ и ПХД Пластиковые гранулы, используемые в производстве по всему миру, не только поглощают из воды , но они даже могут выщелачивать такие химические вещества, как бифенил . По оценкам, от пластикового загрязнения страдают до 267 морских видов.

Коралл

Потерянные рыболовные сети или сети-призраки составляют около 46% территории, известной как Большое Тихоокеанское мусорное пятно, и оказывают негативное воздействие на многие различные виды кораллов, поскольку они часто случайно попадают в эти сети. Эти рыболовные сети вызвали потерю тканей, рост водорослей и фрагментацию кораллов. Кроме того, поскольку кораллы попадают в ловушки различных типов рыболовных снастей, это приводит к тому, что у кораллов развивается стресс, поскольку они находятся в неблагоприятном состоянии, что приводит к разрушению и отмиранию кораллов. Согласно многочисленным исследованиям, Tubastraea micranthus — это вид кораллов, на который больше всего влияют рыболовные снасти в океане из-за его ветвей и способности расти поверх рыболовных снастей, таких как сети, веревки и лески.

Фитопланктон

В 2019 и 2020 годах в Австралии вдоль реки Джорджес проводились недельные исследования по измерению количества микропластика. Целью этих исследований было определить, влияет ли микропластик в воде на фитопланктон, обитающий в реке. Исследования включали в себя завершение экспериментов с микрокосмом, в ходе которых пробы воды собирались в бутылки из реки и затем фильтровались. Кроме того, при сборе фитопланктона из этой же реки были изготовлены растворы микропластика. После завершения исследований ученые обнаружили, что в реке очень высокая концентрация микропластика, который негативно влияет на фитопланктон, например, на цианобактерии.

Поскольку многие различные виды фитопланктона подвергаются воздействию микропластика в реке Жорж, это влияет не только на жизнь самого фитопланктона, но и на других животных в их пищевой цепи. Фитопланктон является первичным продуцентом; следовательно, когда микропластик попадает в организм, другие живые организмы в окружающей среде, питающиеся фитопланктоном, также поглощают микропластик.

Финвалы

В Средиземном море были проведены исследования, чтобы определить, как количество микропластика на поверхности океана повлияло на популяции финвалов. В ходе исследования ученые собрали образцы микропластика в течение дня, когда волн практически не было. Затем кусочки пластика, собранные из образцов, рассматривались под микроскопом, чтобы определить их размер и то, являются ли они микропластиком или мезопластиком. Затем было проведено наблюдение за средой обитания популяции финвалов, где измерялась популяция зоопланктона, а также уровни хлорофилла на поверхности моря в пределах их среды обитания. Модель Tyrreno-ROMS использовалась для измерения океанских течений или круговоротов, а также температуры поверхности моря в местах обитания финвалов в Средиземном море.

Результаты исследований показали, что на поверхности Средиземного моря, которое является средой обитания финвалов и служит источником их пищи, главным образом в летние месяцы, наблюдался высокий уровень микропластика. Результаты показывают, что когда финвалы ищут пищу на поверхности океана, они часто случайно потребляют микропластик. Этот микропластик содержит множество токсинов и химических веществ, которые могут нанести вред финвалу, если он его употребит в пищу, поскольку эти токсины затем сохраняются в тканях финвала в течение длительного периода времени.

Другой

Исследование 2019 года показывает, что большое количество пластика в мусорном пятне Большого Тихого океана может повлиять на поведение и распространение некоторых морских животных, поскольку они могут действовать как устройства для скопления рыбы (FAD). FAD могут привлечь кормящихся китообразных , тем самым увеличивая риск запутаться или проглотить дополнительный пластик.

Воздействие на человека

Дополнительная информация: Микропластик § Люди.

Нанопластики могут проникать в ткани кишечника водных существ и могут попасть в пищевую цепь человека при вдыхании (дыхании) или проглатывании (еде), особенно через моллюсков и ракообразных . Проглатывание пластика связано с различными репродуктивными , канцерогенными и мутагенными эффектами. Самым известным органическим синтетическим соединением, используемым во многих пластмассах, является бисфенол А (БФА) . Его связывают с аутоиммунными заболеваниями и агентами , нарушающими работу эндокринной системы, что приводит к снижению мужской фертильности и раку молочной железы . Эфиры фталевой кислоты также оказывают репродуктивное воздействие, поскольку содержатся в упаковке пищевых продуктов. Токсины фталатных эфиров влияют на развивающуюся мужскую репродуктивную систему. Предполагается также, что диэтилгексилфталат нарушает функции щитовидной железы; однако исследования в настоящее время неубедительны.

Пластмассы в организме человека могут останавливать или замедлять механизмы детоксикации , вызывая острую токсичность и летальность. У них есть потенциал воздействия на центральную нервную систему и репродуктивную систему , хотя это было бы маловероятно, если бы уровни воздействия не были очень высокими и уровни абсорбции не были увеличены. Исследования in vitro на клетках человека показали, что наночастицы полистирола поглощаются и могут вызывать окислительный стресс и провоспалительные реакции.

Усилия по сокращению

Дополнительная информация: Загрязнение пластиком § Усилия по сокращению и Морской мусор § Удаление мусора.

Решение проблемы загрязнения морской среды пластиком, а также загрязнения пластиком всей окружающей среды, будет переплетено с изменениями в методах производства и упаковки, а также с сокращением использования, в частности, одноразовых или недолговечных пластиковых изделий. Существует множество идей по очистке океанов от пластика, включая улавливание пластиковых частиц в устьях рек перед попаданием в океан и очистку океанских круговоротов.

Коллекция в океане

Удаление морского мусора NOAA в 2014 г.

Загрязнение океанов пластиком может оказаться необратимым. Когда микропластик попадает в морскую среду, удалить его чрезвычайно сложно и дорого.

Организация The Ocean Cleanup пытается собрать с помощью сетей пластиковый мусор из океанов. Существуют опасения по поводу вреда для некоторых форм морских организмов, особенно нейстона .

На TEDxDelft2012 Боян Слат представил концепцию удаления большого количества морского мусора из океанических круговоротов. Назвав свой проект «Очистка океана» , он предложил использовать поверхностные течения, чтобы позволить мусору дрейфовать к платформам для сбора мусора. Эксплуатационные расходы будут относительно скромными, а эксплуатация будет настолько эффективной, что может даже быть прибыльной. В концепции используются плавающие стрелы, которые отводят, а не улавливают мусор. Это позволяет избежать прилова и собрать даже мельчайшие частицы. По расчетам Слэта, круговорот можно будет очистить за пять лет, что составит не менее 7,25 миллиона тонн пластика во всех круговоротах. Он также выступал за «радикальные методы предотвращения загрязнения пластиком», чтобы предотвратить реформирование круговоротов. В 2015 году проект The Ocean Cleanup стал победителем в категории Музея дизайна . «Дизайн года» Флот из 30 судов, в том числе 32-метрового (105-футового) корабля-базы, принял участие в месячном путешествии, чтобы определить, сколько пластика присутствует, с помощью тралов и аэрофотосъемки.

Организация «Эвервейв» использует специальные лодки для сбора мусора на реках и устьях рек, чтобы предотвратить попадание мусора в мировой океан.

Существует также проект исследований и разработок системы утилизации океанского пластика на судах (OPUSS). Основная цель этого проекта — сделать процесс очистки океана коммерчески реалистичным по времени, экологически эффективным и в целом жизнеспособным. Центральная идея проекта OPUSS заключается в разработке новой круговой логистической схемы очистки океана, поскольку существующие обратные логистические цепочки поставок не способны уловить специфику сбора пластиковых отходов в океане. Основная цель проекта — очистка океана с оптимальными результатами с точки зрения логистики и строительных затрат, а также с минимальными эксплуатационными затратами.

Стратегия конверсии пластика в топливо

Проект «Чистые океаны» (TCOP) способствует переработке пластиковых отходов в ценное жидкое топливо, включая бензин , дизельное топливо и керосин , с использованием технологии преобразования пластика в топливо, разработанной Blest Co. Ltd., японской экологической инженерной компанией. КС планирует обучать местные сообщества и создавать финансовый стимул для них перерабатывать пластик, поддерживать чистоту береговой линии и минимизировать пластиковые отходы.

В 2019 году исследовательская группа под руководством учёных Университета штата Вашингтон нашла способ превращать пластиковые отходы в авиационное топливо.

Кроме того, компания Recycling Technologies придумала простой процесс, позволяющий превращать пластиковые отходы в масло под названием Plaxx. Компанию возглавляет команда инженеров из университета Уорика.

Другие компании, работающие над системой переработки пластиковых отходов в топливо, включают GRT Group и OMV.

Политика и законодательство

К недостаткам существующей международной политики относятся: «акцент на морских источниках морского пластикового загрязнения; преобладание инструментов мягкого права ; и фрагментация существующей международной нормативной базы». Для комплексного подхода к решению проблемы загрязнения морской среды пластиком важны четыре аспекта: гармонизация международного права (пример действия: разработать новый глобальный договор по пластику); согласованность национальной политики; координация международных организаций (пример действия: определить ведущую координирующую организацию (например, Программа ООН по окружающей среде (ЮНЕП) ) и взаимодействие науки и политики. Эти недостатки часто называют движущей силой продвижения глобального договора по пластмассам . Разработка такого договора ведется по состоянию на март 2022 года и, как ожидается, завершится к концу 2024 года.

По оценкам, в ЕС запрет на преднамеренное добавление микропластика в косметику, моющие средства, краски, полироли и покрытия, среди прочего, сократит выбросы микропластика примерно на 400 000 тонн за 20 лет.

Торговля пластиковыми отходами из промышленно развитых стран в развивающиеся страны была определена как основная причина морского мусора, поскольку страны, импортирующие пластиковые отходы, часто не имеют возможности перерабатывать весь материал. Поэтому Организация Объединенных Наций ввела запрет на торговлю пластиковыми отходами, если они не соответствуют определенным критериям. Глобальная торговля пластиковыми отходами , когда она вступит в силу в январе 2021 года.

История

Фон

Пластиковое загрязнение было впервые обнаружено в центральных круговоротах или вращающихся океанских течениях, и эти наблюдения из Саргассова моря были включены в журнал Journal Science 1972 года. В 1986 году группа студентов бакалавриата провела исследование, зафиксировав, сколько пластика они встретили на своем корабле во время путешествия через Атлантический океан. Их исследования привели к тому, что они смогли собрать полезные и долгосрочные данные о пластике в Атлантическом океане, а Чарльз Мур смог открыть Большое Тихоокеанское мусорное пятно. Кроме того, исследования студентов бакалавриата способствовали изобретению термина «микропластик».

Терминология

Микропластик

Термин «микропластик» впервые был использован Ричардом Томпсоном в 2004 году, когда он описал микропластик как небольшие кусочки пластика, особенно размером менее 5 мм, которые встречаются в океане и других водоемах. После изобретения Томпсоном термина «микропластик» многие ученые провели исследования, пытаясь определить влияние микропластика на океан.

Пластиковый суп

Термин «пластмассовый суп» был придуман Чарльзом Дж. Муром в 1997 году, после того как он обнаружил участки пластикового загрязнения в круговороте северной части Тихого океана между Гавайями и Калифорнией . Это Большое Тихоокеанское мусорное пятно ранее было описано в 1988 году учёными, которые использовали термин « нейстонный пластик» для описания «размерной доли пластикового мусора, пойманного в сети, предназначенные для улавливания поверхностного планктона (далее — нейстонный пластик)», и признали, что ранее исследования 1970-х годов показали, что «нейстонный пластик широко распространен, наиболее распространен в центральной и западной части северной части Тихого океана и распространяется течениями и ветрами».

статью В 2006 году Кен Вайс опубликовал в газете Los Angeles Times , которая первой рассказала общественности о последствиях «Мусорного пятна» в Тихом океане. Позже в 2009 году группа исследователей решила отправиться в Тихий океан, чтобы доказать, было ли «Мусорное пятно» реальным или мифом. После нескольких дней, проведенных в море, исследовательская группа обнаружила в океане сотни кусочков пластика, которые выглядели как суп из микропластика, а не как большие куски пластика, как ожидалось.

Этот термин иногда используется только для обозначения загрязнения микропластиком, кусочками пластика размером менее 5 мм, такими как волокна, выпавшие из синтетического текстиля при стирке: Британская национальная федерация женских институтов приняла в 2017 году резолюцию под заголовком «Конец пластиковому супу», но сосредоточив внимание на этом аспекте загрязнения.

Расположенный в Амстердаме Фонд пластикового супа — это правозащитная группа, целью которой является повышение осведомленности о проблеме, просвещение людей и поддержка разработки решений.

По состоянию на январь 2019 г. Оксфордский словарь английского языка не включил термины «пластичный суп» , «нейстон-пластик» или «нейстон-пластик» , но определил термин «микропластик» (или «микропластик») как «чрезвычайно маленькие кусочки пластика, изготовленные как таковые (в виде зернышек или микрошариков). ) или в результате утилизации и разрушения пластиковых изделий и отходов», и все его иллюстративные цитаты относятся к загрязнению морской среды , самая ранняя из которых — это ссылка 1990 года в Южноафриканском журнале науки : «Средняя частота микрочастиц пластика увеличилась с 491 м пляжа в 1984 году до 678 м 1 в 1989 году».

См. также

• Пластиковое загрязнение

Источники

В эту статью включен текст из бесплатного контента . Лицензия: Cc BY-SA 3.0 IGO ( лицензионное заявление/разрешение ). Текст взят из документа «Утопление в пластике – важные графики морского мусора и пластиковых отходов» , Программа ООН по окружающей среде.

Дальнейшее чтение

• Даннинг, Брайан (16 декабря 2008 г.). «Скептоид № 132: Саргассово море и Тихоокеанское мусорное пятно» . Скептоид .