Микропластиковые загрязнения в Южном океане

Регион Южного океана к югу от полярного фронта имеет площадь поверхности приблизительно 22 миллиона км² и объём свыше 71,8 миллиона км³, что составляет 5,4 % от общих размеров мирового океана. Всё большее беспокойство вызывают загрязнения в виде плавучих макропластиковых отходов (т. е. пластиковых частиц размером ˃5 мм) (1), что оказывает воздействие на окружающую среду в виде, например, запутывания в мусоре и его проглатывания морскими хищниками (2, 3), а также скопления выбрасываемого из моря мусора на берегу (4, 5). С другой стороны в последние годы всё больше внимания уделяется загрязнению Южного океана микропластиковыми отходами (частицами размером ˂5 мм) (6), однако, несмотря на то что этот вопрос признаётся всё более и более актуальным по всему миру, научной и законодательной работы всё ещё проводится недостаточно (см. 7 для получения сводной информации) (рис. 1).

Кроме нескольких ранних работ по проглатыванию субантарктическими гнездящимися птицами (например, 8), на сегодняшний день не существует опубликованных работ по воздействию микропластиковых отходов на морские организмы Антарктики. В результате лабораторных экспериментов и полевых исследований, проводимых во всех уголках земного шара, было обнаружено, что микропластиковые частицы негативно влияют на множество морских видов, в том числе пелагические и бентические организмы. Данные, полученные в северном полушарии, свидетельствуют о том, что микропластиковые отходы могут воздействовать на экосистемы, оказывая токсикологическое воздействие на основные виды, например на веслоногих (9) и эуфаузииды, группу, в состав которой входит криль (10), в основании пищевой цепочки, а также потенциальную биоаккумуляцию и биологическое накапливание взаимосвязанных токсинов, таких как фталаты с возрастающим трофическим уровнем (11, 12, 13, 14).

Загрязнение морской среды микропластиковыми отходами имеет основные и второстепенные источники. Основные микропластиковые отходы могут возникать из средств личного ухода и гигиены (например, зубных паст, шампуней и гелей для душа) и синтетических волокон из бельевых изделий (рис. 2).

Второстепенные микропластиковые отходы в виде частиц и волокон возникают в результате размельчения макропластикового мусора, что часто наблюдается по всему мировому океану (см. аналитические данные в 15) (рис. 3 и 4). В нескольких всесторонних исследованиях океанов вблизи от населённых регионов проведена оценка роли различных источников основных и второстепенных микропластиковых отходов в формировании общих уровней микропластиковых отходов в морской среде (см. 7 для получения сводной информации), на основании которой сделано заключение о том, что большая часть микропластиковых отходов в морской среде возникает из второстепенных источников.

В настоящее время отсутствуют какие-либо международные нормы выброса сточных вод (в том числе бытовых стоков из душевых и прачечных). Нет данного вопроса и в повестке дня Международной морской организации. В 1998 году вступил в действие Протокол по охране окружающей среды к Договору об Антарктике, в котором содержатся специальные приложения по удалению и управлению ликвидацией отходов (Приложение III) и предотвращению загрязнения морской среды (Приложение IV), однако перед Сторонами не стоит задача переработки сточных вод, сбрасываемых с их научно-исследовательских станций. В настоящее время систематический контроль концентрации микропластиковых отходов в водах Антарктики отсутствует.

В работе Waller et al.(7) отмечено, что, по максимальным оценочным данным, за десятилетие в Южный океан попадает около 44-500 кг микропластиковых частиц из средств личного ухода и гигиены и 0,5-25,5 млрд пластиковых волокон из бельевых изделий. Однако на сегодняшний день существует мало отчётов о наличии микропластиковых отходов в Южном океане, а методы отбора проб и отчётности ещё не согласуются или не сопоставимы. Микропластиковые частицы были обнаружены в отложениях на шельфе субантарктического острова (1), в глубоководных отложениях в море Уэдделла (16), в водах поверхностных слоёв в тихоокеанском секторе Южного океана (17,18), а также в мелководных отложениях и макроводорослях на отдельных участках на острове Кинг-Джордж (Ватерлоо) вблизи от научно-исследовательских станций (7).

Хотя указанные исследования и не отражены в рецензируемой литературе, в одном из гражданских научных проектов исследования окружающей среды недавно были отмечены микропластиковые отходы в водах поверхностных слоёв Южного океана на уровнях, согласующихся с данными, зарегистрированными в наиболее населённых районах земного шара (19). Гражданская научная организация Adventure Science отметила весьма высокие средние значения, составляющие 22 части на литр, в пробах морских вод, взятых у западного побережья Антарктического полуострова при максимальной концентрации, равной 117 частей на литр. Фонд Tara Expeditions Foundation обнаружил микропластиковые отходы во всех четырёх пробах, взятых в Южном океане, при концентрации микропластиковых частиц, равной 0,55-56,58 г/км² (20). В работе Cózar et al. обнаружены концентрации, равные 0,100-0,514 г/км², во всех пробах со станций к югу от полярного фронта (21) а в работе Isobe et al.(18) отмечаются значения в пределах 46 000-99 000 частиц на км² в местах отбора проб к югу от широты 60^o ю.ш. В исследовании Cincinelli et al. обнаружены более высокие концентрации микропластиковых отходов в прибрежных регионах моря Росса (до 1,8 частиц на м³) по сравнению с пробами, взятыми на шельфе, большинство из которых были фрагментированы (17). В работе Munari et al. отмечается наличие пластиковых отходов в образцах отложений из залива Терра-Нова, при этом всего зарегистрирована 1661 единица отходов (3,14 г), а наиболее часто встречающимся типом отходов являются волокна (22).

Однако микропластиковые отходы, образовавшиеся в регионе в результате разрушения макропластиковых отходов или перенесённые в Южный океан через полярный фронт, всё ещё предстоит подвергнуть количественной оценке, тем не менее оба вида отходов могут быть основными источниками, как это отмечается во всех других уголках земного шара. Так как единицы измерения и методы существующих исследований не сопоставимы, в настоящее время представляется невозможной количественная и устойчивая оценка концентраций макропластиковых и микропластиковых отходов в Южном океане. Для понимания источников и масштабов данного загрязнения необходимо проведение скоординированного исследования на международном уровне со стандартизированным или сопоставимым отбором проб и методами получения и идентификации микропластиковых отходов, а также методиками наблюдения и регистрации макропластиковых отходов для нанесения на карту и оценки околополярного распределения пластиковых отходов.