Исследователям давно известно, что пластиковое загрязнение попадает в океан. Но то, сколько пластика задерживается и где именно, прежде чем достичь океана, изучено гораздо меньше.
Будучи профессорами экологической инженерии, географии и экологических исследований, а также океанографии в Университете штата Пенсильвания, мы недавно руководили исследованиями, которые картировали перемещение микропластика через водоемы по всему штату Пенсильвания. То, что мы обнаружили, было поразительным: микропластик есть практически повсюду, его концентрация в донных отложениях удваивается каждые 20 лет, а некоторые из наиболее распространенных типов являются одними из самых токсичных.
Пластик повсюду, в том числе внутри нас
С 1950-х годов мировое производство пластика удваивалось примерно каждые 20 лет. Сейчас в мире производится более 500 миллионов тонн в год — это примерно совокупный вес всех людей на Земле.
Сегодня более половины пластиковых отходов оказывается на свалках, и менее одной десятой перерабатывается в мире. США производят более 48 миллионов тонн пластиковых отходов ежегодно, и примерно 86% из них отправляется на свалки. Уровень внутренней переработки составляет примерно от 5% до 6%, что делает США одним из ведущих производителей пластикового загрязнения. Остальное попадает в окружающую среду, где медленно разлагается, потенциально в течение сотен или тысяч лет, превращаясь в микропластик. Размер этих частиц варьируется от 5 миллиметров (примерно размер ластика на карандаше) до 1 нанометра — для справки, один человеческий волос имеет ширину около 80 000 нанометров.
Микропластик теперь обнаруживается в воздухе, воде, почве, пище и живых организмах, включая человека. Микропластик попадает в организм через проглатывание с питьем, вдыхание и контакт с кожей. Исследования обнаружили накопление микропластика в крови человека, мозге и репродуктивной системе.
Чтобы понять, как пластик становится угрозой для здоровья, полезно знать, как его изначально классифицируют. В США пластик сортируется по системе идентификационных кодов смолы на семь категорий, обозначаемых номером в треугольнике переработки на дне контейнеров.
Тайна пропавшего пластика
По оценкам, более 80% неправильно утилизированных пластиковых отходов — пластика, который выбрасывают как мусор, сваливают или иным образом не содержат должным образом — переносится реками в прибрежные зоны.
Возможно, вы слышали о Большом тихоокеанском мусорном пятне? Это самое большое скопление океанического пластика в мире, расположенное между Гавайями и Калифорнией. Оно, несомненно, огромно — но в океане все еще гораздо меньше пластика, чем предсказывают модели, учитывая, сколько его производится и теряется в окружающей среде каждый год. Фактически, миллионы тонн остаются неучтенными. Наша команда решила отчасти исследовать тайну «парадокса пропавшего пластика».
Наше исследование было сосредоточено на озере Рейстаун в Пенсильвании, озере реки Конемо и Национальном заповеднике дикой природы Джона Хайнца в Тиникуме — истоке эстуария реки Делавэр.
Мы собрали два типа образцов донных отложений и задали три вопроса:
Предсказывает ли тип землепользования — городское, сельскохозяйственное или лесное — концентрацию микропластика?
Задерживают ли водохранилища и эстуарии пластик до того, как он попадет в океан?
Какие типы пластика наиболее распространены и наиболее токсичны?
Керны донных отложений — длинные цилиндры материала, извлеченные из русел рек и дна озер — дали нам хронологическую запись того, что откладывалось на протяжении десятилетий. Мы также собирали образцы поверхностных отложений через определенные интервалы вдоль каждого водного пути, перемещаясь от густонаселенных районов возле Филадельфии к малонаселенным районам, таким как озеро Рейстаун и озеро реки Конемо в центральной Пенсильвании.
Удивительно, но образцы, взятые из сельского водосбора в Рейстауне, в основном лесистом регионе центральной Пенсильвании, показали уровни микропластика, схожие с образцами, взятыми в Национальном заповеднике дикой природы Джона Хайнца, водосборе, расположенном недалеко от международного аэропорта Филадельфии.
В среднем мы обнаружили около 1125 частиц микропластика на фунт (2500 частиц на килограмм) отложений. Но концентрации варьировались настолько широко, что одно лишь землепользование не может надежно предсказать, сколько пластика можно найти в том или ином водном пути.
Эстуарии, которые являются частично замкнутыми прибрежными водоемами, где пресная вода из рек и ручьев смешивается с соленой водой океана, действительно задерживают микропластик — но недостаточно, чтобы объяснить пропавший океанический пластик.
Наиболее распространенными типами пластика, которые мы обнаружили, были полипропилен и полиуретан — оба пластика одноразового использования — а также резина от автомобильных шин. Одноразовый пластик, или пластик для одноразового использования, — это любой пластиковый предмет, который используется один раз (например, пакеты для хлеба, пластиковые бутылки или трубочки), а затем выбрасывается в мусор.
Наконец, мы обнаружили, что накопление микропластика в отложениях Пенсильвании удваивается примерно каждые 20 лет, начиная с 1950 года, что отражает рост мирового производства. Мы определили это, пробурив глубокие скважины в отложениях водохранилищ и эстуариев, где слои отложений накапливаются со временем, как кольца на дереве: более старый материал внизу, более новый — наверху. Анализируя химический состав каждого слоя, мы смогли оценить, когда он был отложен и сколько пластика содержал.
Мы датировали слои отложений, используя радиоактивный распад — тот же основной принцип, что лежит в основе радиоуглеродного датирования. Один метод отслеживает свинец-210, который распадается с известной скоростью, позволяя исследователям датировать каждый слой отложений. Другой использует цезий-137, искусственный изотоп, пик которого в 1964 году, связанный с испытаниями ядерного оружия, служит фиксированной временной меткой в записи отложений. Вместе эти методы помогают построить временную шкалу того, когда каждый слой отложений и задержанный в нем пластик были отложены.
Немного надежды
И вот здесь становится немного более обнадеживающе. В самых последних слоях отложений, которые можно датировать по глубине и скорости накопления примерно 2000-ми годами, мы обнаружили небольшое, но измеримое снижение концентрации микропластика. Это может отражать улучшение показателей переработки и более широкую осведомленность о пластиковых отходах. Улучшение скромное, но оно предполагает, что проблема, по крайней мере частично, поддается влиянию человеческого поведения.
Помимо переработки пластика, что вы можете сделать, чтобы уменьшить свое воздействие микропластика и помочь замедлить его распространение? Вы можете быть в курсе того, какие виды пластика несут наибольший риск для здоровья, и проверять номер переработки на дне контейнеров перед покупкой. Вы также можете заменить одноразовые пластиковые стаканчики, трубочки и контейнеры для еды на альтернативы, такие как стекло, нержавеющая сталь или небеленая бумага.
Эта статья перепечатана из The Conversation, некоммерческой независимой новостной организации, предоставляющей вам факты и надежный анализ, чтобы помочь вам разобраться в нашем сложном мире. Она была написана: Натаниэлем Уорнером, Университет штата Пенсильвания; Лизой Эмили, Университет штата Пенсильвания, и Рэймондом Наджаром, Университет штата Пенсильвания
Читать далее:
Ученые, возможно, переоценивают количество микропластика в окружающей среде — и виной тому лабораторные перчатки
Решение проблемы микропластика в мире: 4 решения, которые пробуют города и штаты после краха переговоров по глобальному договору
Загрязнение воздуха в Питтсбурге, по оценкам, уносит более 3000 жизней в год — и откат стандартов Агентства по охране окружающей среды США не помогает
Натаниэль Уорнер получает финансирование от Национального научного фонда и Института энергетики и окружающей среды Университета штата Пенсильвания
Лиза Эмили получала финансирование от Геологической службы США (USGS).
Рэймонд Наджар получает финансирование от Колледжа наук о Земле и минералах Университета штата Пенсильвания и Института энергетики и окружающей среды Университета штата Пенсильвания.