Загрязнение океана пластиком: последствия, способы очистки и защиты

Загрязнение Мирового океана за последние десятилетия достигло громадных масштабов.

Большая роль в общей доле загрязнения акватории отводится пластиковым отходам.

Пластиковые стаканчики, контейнеры, бутылки, пакеты и другие изделия используются человеком ежедневно, не задумываясь о дальнейших последствиях.

Если не будут приняты кардинальные меры, к 2040 году количество пластика мусора в океане утроится.

Насколько глобальна проблема?

В соответствии с научной информацией Калифорнийского университета, в содружестве с некоммерческой организацией Sea Education Association, общая масса мирового производства пластика с 1950 года по настоящее время составила более 8 миллиардов тонн.

Причем только за 5 последних лет было произведено порядка 2 млрд тонн пластика.

Исследованиями ученых установлено, что переработке было подвержено всего 9%, а сожжению — 21% от общей массы пластиковых продуктов.

Остальные отходы отправились на свалки или в окружающую среду. Основной эпицентр загрязнения пластиком — Мировой океан, в котором образуются целые мусорные острова.

Результаты исследования экспертов неправительственной инженерной организации Ocean Cleanup, опубликованные в журнале Nature, свидетельствуют о ежегодном поступлении через реки в воды Мирового океана от 1 до 2 млн тонн пластикового мусора. Порядка 2/3 пластика от общего объема отходов поступает из рек Азии.

В связи с ежегодным увеличением мирового спроса на пластмассы только в 2010 году в Мировой океан, согласно с оценками ученых, было сброшено 4.8-12.7 млн тонн пластиковых отходов.

Эти цифры возрастают с каждым годом. Достаточно долгий период жизни пластикового мусора (до 1 тыс. лет), проблему загрязнения акватории океана пластиком ставит в ряд наиболее значимых глобальных проблем современности.

Как попадает пластик в воду?

Долгие наблюдения и исследования позволили определить, как пластик в гидросферу.

Пластиковое загрязнение Мирового океана происходит следующим образом:

1. Сброс мусора в воды рек, морей и океанов.
2. Смывание бытовых отходов с берегов в моменты приливов и отливов.
3. Нефильтрованные сточные воды.
4. Отходы морского туризма.
5. Попадает пластик в воды океана и через атмосферу.

Согласно проведенным исследованиям, порядка 80% пластикового мусора приносят в Мировой океан реки. Особенно малые городские реки, расположенные в густонаселенных зонах, отличающихся неблагоприятной экологической обстановкой.

К основным источникам загрязнения относят 10 рек Азии и Африки:

• Амур;
• Ганг;
• Инд;
• Меконг;
• Нил;
• Нигер;
• Хайхэ;
• Хуанхэ;
• Чжуцзян;
• Янцзы.

Согласно информации, приведенной во «Второй оценке состояния Мирового океана» (2021 год), в Индийский океан основная часть пластика попадает из Индии и Юго-Восточной Азии. В северную область Тихого океана — из Вьетнама, Китая, Филиппин и Индонезии, а в его южную часть — преимущественно из Чили и Австралии.

Под воздействием волн, ветра и течений отходы пластика накапливаются на берегах, в океанических водоворотах, водной толще и на морском дне.

Преимущественная доля пластиковых отходов доставляется в воду со свалок, из сточных вод, сбрасывается с судов (намеренно или случайно), а также выбрасывается в воду местным населением.

Отдыхающие также вносят свою долю пластика:

• бутылки;
• упаковки;
• детские пластиковые игрушки;
• ведерки;
• лопатки;
• уплывающие с пляжа.

С помощью ветра и океанических течений пластиковые отходы скапливаются и образуют целые мусорные острова. Основной остров — Большое тихоокеанское мусорное пятно.

С помощью воронки, образованной течением, мусор поступает с севера Тихого океана, включая прибрежные территории Японии и Северной Америки. Пластиковые отходы, перемещенные в центр водоворота, не выходят за его пределы.

Загрязняется океан и микрочастицами пластика, которые возникают вследствие распада бутылок, пакетов и других пластиковых изделий на фрагменты размером менее 5 мм, а также при стирке синтетической одежды в стиральных машинах, когда происходит отслаивание волокон и их попадание в канализационную сеть.

Еще одним источником микропластика являются микрогранулы, добавляемые в очищающие косметические средства, которые также оказываются в сточных водах, так как не улавливаются системами фильтрации.

Сколько пластмассовых отходов в Мировом океане?

Четкой информации о то, сколько пластиковых отходов находится в акватории, не имеется. Океанографы США считают, что человечеством ежегодно в воды Мирового океана выбрасывается порядка 8 млн тонн пластика, что приравнивается к одному мусоровозу в минуту.

А в соответствии с данными экологов ООН эта цифра составляет 13 млн тонн, вследствие чего 88% поверхности океана загрязнено пластиком разного размера. Авторы доклада о всемирной оценке проблем морского и пластикового мусора (Найроби, 21.10.2021 г.) озвучили цифру 85%.

Такое количество от общего объема морского мусора приходится на пластик.

Специалисты Всемирного фонда дикой природы приводят данные про ежегодный прирост пластика в Мировом океане в количестве от 5 до 12 млн тонн.

Исследователями было подсчитано, что в 2012 году в акватории океана находилось порядка 165 млн тонн отходов пластика. А в 2014 году обнародовали, что только на одной поверхности воды существовало 268940 тонн пластикового мусора, при этом количество отдельных фрагментов пластика составило 5.25 трлн.

Исследования Дженнифер Лаверс, проведенные в 2017 году, показали, что индекс загрязненности пластиковыми отходами острова Хендерсон, расположенного в Тихом океане, составил 671 единицу пластика на 1 метр квадратный. Причина — расположение острова в центре Южного Тихоокеанского круговорота.

Что касается Большого тихоокеанского мусорного пятна (GPGP), точное количество пластиковых отходов, составляющих 90% от всего мусора, неизвестно. Предположительно 80-100 тыс. тонн мусора. А количество пластиковых кусочков варьируется от 1.1 до 3.6 трлн штук.

Влияние на животных

Ежегодно десятки тысяч морских обитателей погибают от скопления в их организме пластиковых фрагментов, влияющих на работу внутренних органов, или умирают от удушья. Животные часто принимают за пищу медленно разлагающийся пластик.

Внутренности китов, тюленей, дельфинов, птиц, черепах наполнены пластиком, а в рыбных тушах находят пластиковые пакеты. Всемирной общественной организацией «За природу» установлен факт ежегодного умирания от пластиковых пакетов порядка 100 тысяч черепах, тюленей и китов только в зоне Ньюфаундленда.

На дне морском ученые зафиксировали в 4 раза больше микропластика по сравнению с его количеством на водной поверхности. Этот вид пластика употребляется в пищу крошечными морскими организмами, которые путают его с планктоном.

В результате у животных образуются внутренние закупорки, ссадины.

Микропластик отрицательно влияет на рост и развитие морских обитателей и на работу репродуктивной системы, а также блокирует желудочно-кишечный тракт, что приводит к голоду.

У некоторых жителей океана микропластик обнаруживается в печени, лимфе, кровеносной системе.

Токсические вещества пластика (кадмий, ртуть, бисфенол-А, фталаты) накапливаются в тканях морских животных. Такие соединения могут оказывать влияние на организм человека, употребляющего рыбу или морепродукты, в желудках которых обнаруживаются кусочки пластика. Например, тихоокеанские устрицы, полосатый окунь, скумбрия.

В одном из исследований было высказано предположение, что среднестатистический европеец, часто употребляющий в пищу ракообразных и моллюсков, рискует съесть до 11 тысяч микрогранул пластика в течение года.

В водах Мирового океана распространено запутывание морских млекопитающих в пластиковых сетках. При этом движения животного резко ограничиваются, затрудняется поиск пищи, на теле могут возникнуть язвы, тяжелые разрывы или гибель морского существа.

В Большом тихоокеанском мусорном пятне 46% пластиковых отходов приходится на рыболовные сети, которые часто называют сети-призраки.

На поверхности мусорных островов Мирового океана сохраняется одна из самых высоких концентраций частиц пластика, который не подвержен биоразложению, а распадается под воздействием светового потока на мелкие фрагменты.

Полимерная структура материала сохраняется. В то же время пластиковый мусор в океане аккумулирует на своей поверхности загрязняющие химические вещества, способные накапливаться в организме животных, вызывая отравление и нанося вред всей пищевой цепи.

Что такое пластисфера?

На пластиковых мусорных островах, дрейфующих в океане, возникает своя экосистема, называемая пластисферой. Накопленный годами пластик является своего рода «домом» для живых организмов разных видов.

Название «пластисфера» придумано микробиологом Линдой Амарал-Зеттлер после проведенного в 2013 году исследования влияния пластика в Атлантическом океане на экосистему. В пробах, взятых с верхнего слоя пластиковых отходов, обнаружилось целое сообщество микробов.

Бактерии, присутствующие в пластисфере, ученые условно разделили на 2 типа:

• полезные микробы, способные разлагать пластик;
• патогенные организмы, способные вызвать опасные заболевания.

Пластичные вибрионы прикрепляются на различных субстратах и переносятся морскими течениями по всему миру. В 2016 году образ жизни бактерий в пластисфере исследовали американские ученые. В эксперименте использовались пластиковые отходы Северного Тихоокеанского круговорота.

Было выяснено, что гены микробов, расположенных на пластике, отличаются большим разнообразием по сравнению с генами обычных микроорганизмов в водной среде.

Такая их особенность помогла приспособиться к существующему в пластисфере образу жизни. А китайские ученые выяснили, что состав и разнообразие колоний бактерий в пластисфере зависит от цвета пластика. На синем материале микробы более уникальные и разнообразные по сравнению с желтым или прозрачным пластиком.

Опасность пластисферы для человека?

По имеющимся данным исследований обнаружено:

• наличие патогенных бактерий, вызывающих гастроэнтерит;
• ферменты микробов, разлагающие пластик, выделяют токсичную фталевую кислоту, которая в больших концентрациях способна раздражать кожу и слизистую оболочку глаз.

Чтобы уничтожить пластисферу, необходимо бороться с пластиковым загрязнением Мирового океана.

Последствия

К основным последствиям загрязнения акватории пластиком относятся:

1. Химическое влияние на морскую среду. Пластиковый мусор в водах океана способен провоцировать накопление вредных загрязнителей. Такие вещества выделяются при воздействии химических компонентов, входящих в состав пластика, с соленой морской водой. Роль загрязнителей также выполняют сбрасываемые в океан упаковки из-под токсичных соединений.
2. Физическое воздействие на жизнедеятельность морских жителей. Животные, проживающие в океане, принимая пластик за еду, проглатывают его, что вызывает проблемы со здоровьем вплоть до гибели. К негативным последствиям также относится запутывание морских обитателей в изделиях из пластика, чаще всего — в рыболовных сетках. Это усложняет передвижение животных, их спасение от хищников и выживание в целом. Заросли водорослей, манговые леса, коралловые острова, расположенные в зонах загрязнения пластиком, не имеют возможности получать в достаточном количестве свет и кислород.
3. Перенос пластиком инвазивных (чужеродных) видов. Плавающие пластиковые отходы являются своего рода транспортом для переноса чужеродных бактерий и разных организмов в новые среды обитания в океане, что угрожает морскому биологическому разнообразию и может причинить вред не только обитателям океана, но и человеку.
4. Распространение пластикового загрязнения по пищевой цепи. В процессе биоаккумуляции (накоплении организмами химических веществ), морские жители отравляются веществами, выделяемыми пластиком, который заглатывается животными. Воздействию подвержены любые организмы, даже планктон. Крупные организмы, поедая мелкие, становятся добычей химических веществ, которые продвигаются вверх по пищевой цепи, в которую также входят люди.
5. Негативное влияние на человеческое здоровье. Пластик попадает в организм человека вместе с зараженными морепродуктами, что чревато гормональными изменениями, раком, репродуктивными аномалиями, нарушениями развития детей. Например, учеными обнаружены фрагменты микропластика в 114 морских организмах, третья часть которых употребляется в пищу людьми. А исследователями университета в Эдинбурге установлено, что с каждым приемом пищи человеком проглатывается порядка 100 кусочков микропластика. Это составляет 68400 частиц полимеров, попадающих в организм из воды, одежды, косметики, продуктов питания.
6. Ущерб экономике. Отрицательно влияет пластиковый мусор в океане и на мировую экономику. Его воздействие на рыбный промысел, туризм, аквакультуру оценивается ежегодными мировыми экономическими потерями от 5 до 20 миллиардов долларов. В результате пластикового загрязнения пляжей утрачивается их эстетическая ценность, снижаются доходы от туризма. На очистку и обслуживание объектов требуются крупные экономические затраты.

Последствия использования пластика приравниваются к кризису планетарного масштаба:

• загрязнение;
• потеря биоразнообразия;
• изменение климата.

Очистка вод от пластика

Очистка загрязненных пластиком участков акватории океана — сложно выполнимое, дорогостоящее мероприятие. Значительная часть фрагментов пластика имеет очень маленькие размеры, поэтому его вылов сложен.

А отходы, осевшие на морском дне, удалить практически невозможно. К тому же, сбор мусора необходимо проводить так, чтобы не нанести вред флоре и фауне акватории. Несмотря на это, существуют способы очистки Мирового океана от пластикового мусора.

Изобретатель Боян Слат от организации Ocean Cleanup из Голландии разработал систему очистки акватории океана от пластика с помощью платформы System 001.

Ловушка для пластика представляет собой дрейфующие автономные понтоны U-образной формы, соединенные между собой трубами. Общая длина понтонной платформы — 600 метров. Система передвигается по океаническим течениям, собирает пластиковый мусор и с помощью датчиков накапливает информацию.

Собранные отходы транспортируются на берег для переработки. В 2018 году 8 мусоропоглощающих ловушек, используемых в Индии на реке Коаум, собрали порядка 2400 тонн пластика. А во Вьетнаме Бояном Слатом была испытана беспилотная плавучая платформа Interceptor, работающая на солнечной энергии.

Ожидаемый эффект Ocean Cleanup от применения плавучих систем очистки Мирового океана от пластикового мусора:

1. Улавливание пластмасс разных размеров (от самых мелких кусочков, размером несколько миллиметров, до крупного мусора, включая массивные рыболовные сети-призраки шириной до десятков метров).
2. Ocean Cleanup к 2040 году планирует удалить в океане до 90% плавающего пластика.

Существует еще один способ сбора пластика от австралийских серферов Эндрю Тертона и Пита Сеглински. Это плавающие мусорные баки Seabin. Приспособление погружается в воду, с помощью насоса в баке создается водоворот, плавающий пластик собирается вместе с водой.

Вода фильтруется и отправляется обратно в океан. Собранное сырье перерабатывается на материал для производства новых баков. Недостаток системы — невозможность обеспечения достаточного масштаба очистки.

Что можно сделать для защиты?

Проблема загрязнения Мирового океана пластиковыми отходами имеет катастрофический характер и требует незамедлительного участия всего мирового сообщества, включая правительство, производителей и потребителей пластика.

Требуется прилагать усилия по недопустимости дальнейшего роста выпуска пластиковых изделий и сокращению производства пластика.

Первоначальной мерой защиты от загрязнения платиком может служить формирование экологической грамотности у населения с целью повышения ответственности.

Сюда относятся:

1. Распространение информации о рациональном использовании предметов из пластика, а также их утилизации, необходимости сокращения, как производства, так и потребления таких изделий.
2. Обнародование сообщений о последствиях загрязнений пластиковым мусором акватории Мирового океана.
3. Проведение мероприятий, целью которых является улучшение экологического состояния прибрежных морских зон.

В соответствии с информацией ЮНЕП (программы ООН по окружающей среде), решающее значение на пути преодоления кризиса загрязнения пластиковым мусором имеет сокращение ненужных, проблематичных пластмасс.

Уменьшение необходимого объема пластиковых отходов возможно при переходе к:

• замкнутым экономическим моделям;
• возобновляемым источникам энергии взамен ископаемым видам топлива;
• отмене субсидий.

В 2017 году стартовала кампания ООН по окружающей среде за чистые моря. Основная цель — стимулирование всемирного движения против загрязнения пластиком.

Пути решения:

1. Сокращение потребления нежелательных пластиковых изделий, включая распространенные одноразовые продукты.
2. Постепенный отказ от микропластиков.

Свой вклад на пути к достижению этой цели обязались внести 63 страны.

В 2021 году стартовала новая инициатива учреждений системы ООН в рамках проекта GloLitter по борьбе с морским мусором и очистке вод Мирового океана.

Предполагается проведение проверки наличия мусороприемных построек в портах бедных стран, а также проведение информационно-просветительских операций для работников судоходно-рыболовной сферы.

Также намечены меры по проведению маркировки рыболовных снастей, с целью определения владельца при выбросе данных предметов в море или их потере.

Проектом GloLitter будет уделяться внимание сокращению применения пластика в рыболовстве и морском транспорте, а также — внедрению новейших технологий при переработке пластиковой продукции.

Тема запрета или сокращения применения пластикового пакета обсуждается во всем мире.

В рамках борьбы с неразлагаемой упаковкой используются такие методы:

1. Запрет на бесплатную раздачу пакетов супермаркетами (Ирландия, Германия, Великобритания, Италия).
2. Изменение для супермаркетов, использующих экологичную упаковку, налоговых схем (Уэльс).
3. Наложение штрафов с угрозой конфискации товаров на торговые точки, раздающие бесплатно пластиковые пакеты (Китай).
4. В Сан-Франциско в 2015 году запретили использование полиэтиленовых пакетов и контейнеров для еды. Такое же решение действует в 17-ти районах Филиппин.
5. Бизнесменам на Тайване и Занзибаре, производящим или продающим пластиковые пакеты, грозит штраф размером 2000 долларов и лишение свободы на несколько месяцев. А в столице Индии можно получить 5 лет тюрьмы за действия с полиэтиленовыми пакетами.

Первой страной в мире, запретившей не только пластиковые пакеты, но и одноразовую посуду, стала Франция. А первой арабской страной, запретившей применять для покупок пластиковые пакеты, стал Тунис.

Самый жестокий закон, призванный сократить объем пластиковых отходов, существует в Кении. Строгие меры применяют даже к туристам, в чемодане которых оказалась обувь в полиэтиленовом пакете, они за это могут получить штраф. А производителям и поставщикам пластиковых изделий грозит штраф до 40 тыс. долларов или тюремное заключение до 4-х лет.

Еврокомиссией поддержано введение частичного или полного запрета на использование определенных видов пластиковых предметов одноразового использования, которые составляют 70% пластикового мусора Мирового океана.

Это:

• ушные палочки;
• фольгированные воздушные шарики и палочки к ним;
• пластиковые бутылки;
• одноразовая посуда;
• стаканчики для напитков;
• контейнеры для еды;
• пластиковые пакеты;
• сигаретные фильтры;
• женские прокладки и тампоны;
• влажные салфетки;
• обертки от конфет;
• пачки от чипсов.

В ряде стран Европы, а также в США и Японии на законодательном уровне существует раздельная система мусора. Аппараты для приема пластика установлены в торговых центрах, возле жилых домов.

Видео по теме

О загрязнении Мирового океана пластиковыми отходами рассказывается в данном видео:

Заключение

Проблема пластикового загрязнения Мирового океана требует поиска и принятия эффективных решений. Не собирается и не перерабатывается порядка третьей части всего пластикового мусора, который в большинстве случаев попадает в океан.

Такие отходы несут опасность как для морских обитателей, так и человечества. Пластик не разлагается, накапливается в организме животных океана, затрудняет доступ кислорода к воде, провоцирует образование «мертвых зон».

Решение проблемы пластикового загрязнения Мирового океана требует принятия мер на разных уровнях, включая очищение акватории океана, а также снижение производства и потребления пластика.