Российские ученые нашли природную защиту океана от микропластика
Ученые Института океанологии имени Ширшова РАН установили, что та часть устьев впадающих в моря рек, где смешиваются пресная и соленая вода, играет роль природного фильтра, который препятствует проникновению микропластика в Мировой океан. Пластиковые микрочастицы в этой области оседают на дно и остаются там благодаря слипанию с другими частицами, а также удержанию и утилизации некоторыми специфическими живыми организмами.
Понимание механизма подобного барьера поможет экологам точнее прогнозировать загрязнение морей и океанов и разрабатывать программы оздоровления водных экосистем. Результаты исследования опубликованы изданием Science of The Total Environment.
Микропластиком принято считать частицы размером менее 5 миллиметров. В моря и океаны львиная доля микропластика попадает с речной водой. Но в дельтах рек и эстуариях (однорукавных расширяющихся в сторону моря устьях), где происходит постепенное смешение пресной и соленой водных масс, часть взвешенных в воде частиц, в том числе антропогенных, подвергается так называемой маргинальной фильтрации и осаждению. Это явление известно достаточно давно, и ученые предположили, что микропластик соблюдает «правила игры».
Авторы проанализировали материалы более чем 1000 исследований, опубликованных за последние 30 лет, в которых оценивалось распределение микропластика в устьях рек в разных регионах мира. Метаанализ показал, что устья действительно задерживают пластик наряду с другими загрязнителями. В основе механизма фильтрации лежат четыре фактора:
- Замедление скорости течения;
- Сила тяжести;
- Агрегация (слипание) частиц;
- Влияние живых организмов.
Снижение скорости течения в устьях рек — ключевой фактор, который заставляет работать остальные три. Все факторы действуют комплексно, усиливая друг друга.
Сила тяжести, конечно, тянет взвешенные частицы на дно на всем протяжении реки. Но в устье течение замедляется, и наиболее тяжелые частицы тонут с большей вероятностью. Именно поэтому концентрация микропластика в илистых отложениях в эстуариях, а также в бухтах и в пологих приливных зонах значительно выше, чем на дне русел рек вдали от устья. Для дельтовых локальных экосистем это, конечно, не самая хорошая новость, но в моря микропластика уплывает меньше.
Слипание микрочастиц пластика с другими органическими и неорганическими остатками обусловлено воздействием соленой морской воды, которая снижает силу электрического отталкивания между частицами. Иными словами, в солоноватой воде устьев и эстуариев мусор комкуется лучше, чем в пресной воде выше по течению. В результате агрегации частицы становятся крупнее и тяжелее, после чего в работу включается фактор №2 — гравитация.
Четвертый фактор — биологический. Обитающие в медленно текущей или стоячей воде микроорганизмы и водоросли облепляют частицы и покрывают их слизью. Это снижает плавучесть пластика и заставляет его идти на дно. Самые мелкие фрагменты пластика вместе с микроорганизмами поглощают в качестве пищи мелкие беспозвоночные (черви, моллюски, ракообразные). В их организмах частицы не перерабатываются и выходят в неизменном виде, но пленка из продуктов жизнедеятельности беспозвоночных также заставляет их тонуть. Представители водной флоры и корни деревьев и кустарников, обитающих в затопляемых поймах, также служат ловушкой для пластика, причем чем крупнее фрагменты, тем больше у них шансов застрять.
Анализ показал, что крупные и мелкие частицы задерживаются по-разному. Тяжелые частицы ожидаемо оседают за счет гравитации, маленькие — благодаря слипанию. Самыми неуловимыми оказались длинные тонкие волокна, например, фрагменты синтетических тканей. Они чаще других просачиваются через эстуарный фильтр и попадают в открытое море.
Факт существования природного фильтра, препятствующего попаданию микропластика в океаны, важен с практической точки зрения. Он позволяет понять, где именно размещать станции для отслеживания эффективности работы этого фильтра. Это спокойные бухты и зоны с богатой растительностью. Кроме того, наше исследование демонстрирует, насколько важно сохранять естественные экосистемы устьев, ведь они обеспечивают очистку воды. В дальнейшем мы планируем количественно охарактеризовать маргинальный фильтр для микропластика, выносимого реками Преголя (Балтийское море), Волга (Каспийское море) и Сефид-Руд — крупнейшей и самой многоводной рекой иранского побережья Каспия.Ирина Чубаренкодоктор физико-математических наук, заведующая лабораторией физики моря ИО РАН
Больше информации о микропластике — в тематической подборке Hi-Tech Mail.
