Известно, что Баренцево море является зоной аккумуляции пластиковых отходов, которые поступают с Северной Атлантики и из европейских стран в составе морских течений и с судовым трафиком. Самые высокие концентрации пластика авторы исследования наблюдали на открытом побережье Баренцева моря, подверженном действию прибоя: они составляли 7-20 кг в пересчете на метр береговой линии – это на три порядка (в тысячу раз) больше, чем аналогичные показатели для Белого моря, где пластиковое загрязнение связано с внутренними источниками.
Морской пластик не является нейтральным для живых организмов. Токсикологи Анна Лазарева и Анна Рак смотрели влияние микропластика наиболее распространенных типов на жизнедеятельность двух видов гидробионтов: на микроводоросли Scenedesmus quadricauda и на рачках Daphnia magna. Самым токсичным оказался полиуретан: его добавление в среду вызвало гибель всех рачков, которые участвовали в эксперименте. Полиуретан встречается среди берегового мусора на Баренцевом море довольно часто, поскольку он входит в состав емкостей плавучести спасательных шлюпок, которые являются в судоходстве расходным материалом. Другие виды микропластика: полистирол, полипропилен, полиэтилен – таких летальных эффектов не вызывали, но тоже влияли на жизненные показатели тест-объектов.
В естественных условиях микропластик может попадать в трофическую цепь. Исследователи Мария Виноградская и Дарья Манухова смотрели присутствие микропластика в желудочно-кишечном тракте атлантической трески Gadus morhua, которая была выловлена на Баренцевом море вблизи поселка Дальние Зеленцы. Треска на Баренцевом море – очень популярный объект рыбной ловли. Также она входит в рацион тюленей и других морских млекопитающих. В 70% обследованных рыб обнаружили микропластик размером 0,5-3 мм в количестве до 3 частиц на одну особь. Ранее еще одна исследовательница в составе группы, Анна Астафурова из Санкт-Петербурга, обнаружила частицы микро- и макропластика в желудках серого кита (Eschrichtius robustus), обитающего в Беринговом море (Чукотка). Известна способность микропластика проникать в стенки желудочно-кишечного тракта живых организмов и попадать в ткани. В будущем авторы исследований планируют провести анализ присутствия микро- и нанопластика в тканях морских животных и рыб.
В морской среде пластик – не только потенциальный токсикант. Для многих микроскопических живых форм он является ценным ресурсом – субстратом обрастания, на котором прикрепленные формы могут формировать целые живые сообщества. Одними из основных участников таких сообществ являются бактерии. Перед исследователями стоит интереснейший вопрос: способны ли микроорганизмы-обрастатели разрушать пластик, используя его в качестве источника углеводородов и энергии? Бактерии, способные к пластикдеструкции, могут оказаться очень интересным объектом с точки зрения практического применения: их можно использовать для утилизации пластиковых отходов. Студенты Данил Коваленко, Антонина Филиппова и Лия Хабибулина, выполняющие дипломные работы в составе группы, выделили из естественных обрастаний пластика, обнаруженного в Баренцевом море и в реке Москва, целую коллекцию микроорганизмов, способных жить на обедненной среде с добавлением полимерных субстратов. Наиболее интересной среди них оказалась бактерия рода Stenotrophomonas, которая массово развивается в зонах эрозии материала на надувных лодках из материала ПВХ и, по-видимому, вызывает очаги этой эрозии. Если удастся выделить гены деструкции ПВХ этой бактерии и «прокачать» их эффективность с помощью генной инженерии, эта находка в дальнейшем поможет перерабатывать отходы ПВХ-материалов, многие из которых классифицируются как неперерабатываемые. Также из состава обрастаний пластиковых материалов, экспонированных в морской и пресноводной среде, выделены перспективные культуры бактерий из родов Pseudomonas, Yantinobacterium, Marimonas, Persicitalea и др. В настоящее время тестируется их способность к биодеструкции пластика.
Летом 2023 года в губе Подпахта на территории Кандалакшского природного государственного заповедника проводилась программа «СевМорСубботник», совмещающая научную работу и волонтерские акции по очистке побережья. Организаторы поставили перед собой максимально сложную задачу: оценить возможность очистки крайне загрязненной бухты (концентрация пластика – 20.3 кг на метр береговой линии, максимальная среди всех обследованных станций). Высокие концентрации пластика связаны с сильным прибоем, который не только выбрасывает морской мусор, но также и представляет опасность для судов, неудачно подошедших к берегу. Автомобильного подъезда в Подпахту нет, на подходах к берегу мелко – завозить участников и вывозить пластик можно только на маломерных судах в спокойную погоду, когда прибой не очень сильный. Количество волонтеров было сильно ограничено, так как бухта находится на территории заповедника.
Результат очистки губы Подпахта оказался довольно курьезным. В ходе работ было собрано и вывезено 633 кг (около 8 м3) отходов. 8% собранного пластика было направлено на переработку, 48%, включая, главным образом, фрагменты промысловых сетей — на вторичное использование. Стоимость работ, в пересчете на единицу объема отходов, в которую входили транспортные расходы и обеспечение волонтеров, составила около 31 000 руб./м3, что в 32 раза превышает тариф по вывозу ТКО, установленный региональным оператором Мурманской области. Высокая себестоимость и низкая продуктивность уборки была связана с транспортной недоступностью побережья. Для сравнения, годом ранее результаты уборки с привлечением аналогичных ресурсов, но в зоне автомобильной доступности, составили 3 тонны пластика, вывезенного из губы Зеленецкая.
Очевидно, морской пластик представляет собой весьма дорогостоящую экологическую проблему. При существующих темпах потребления удаленные территории Арктики и морское побережье неизбежно окажутся наиболее уязвимыми с точки зрения накопления пластиковых отходов и сопутствующих расходов по их утилизации. Организаторы проекта «СевМорСубботник» видят промежуточное решение в разработке портативных устройств, которые могли бы компактизировать либо перерабатывать пластик прямо на побережье. Но даже в этом случае, масштабные уборки побережья представляются крайне экономически затратными. Команда проекта убеждена, что ключевое условие решения проблемы пластикового загрязнения окружающей среды заключается именно в смене парадигмы в глобальном масштабе: переходе от поиска циклических схем, нереализуемых в условиях удаленных арктических регионов, к внедрению производства материальной продукции с длительным сроком службы и минимизацией количества используемых для ее упаковки материалов.
Научная работа по проекту «Пластиковое загрязнение и его судьба в водных экосистемах» выполняется сотрудниками кафедры общей экологии и гидробиологии и кафедры ихтиологии Биологического факультета МГУ, а также кафедры наноматериалов Факультета наук о материалах МГУ в сотрудничестве со специалистами Института Океанологии РАН им. П.П. Ширшова при поддержке Программы развития МГУ, проект № 23-Ш07-44. Экспедиционные работы и волонтерские акции осуществляются при поддержке Фонда президентских грантов.
Текст: О.В. Ильина
Фото: Е.Л. Земскова
Контакты: marmak2017@yandex.ru
