Замърсяване на околната среда Пластмасовото море - спектър на науката
Замърсяване на околната среда: пластмасовото море
Плажът Камило е отдалечен на върха на Големия остров на Хавай и не може да бъде достигнат по шосе. С неговия бял пясък и шумен сърф ще намерите всичко, което бихте очаквали от идиличен плаж в тропиците - ако не беше проблем, който трудно можеше да бъде пренебрегнат: Много пластмасови боклуци лежат около облаците на картината. Бутилки, риболовни мрежи, въжета, обувки и дори четки за зъби могат да бъдат намерени в натрупаните тук боклуци поради специална комбинация от океански течения и местни вихри. Както показват проучванията през 2011 г., най-горният слой пясък се състои от до 30 процента от теглото му от пластмаса. Плажът Камило вече е наречен най-мръсният плаж в света и предлага много ясна и ужасяваща картина на това колко пластмасови отпадъци човечеството вече е потънало в океаните.
От Арктика до Антарктика, от повърхността до океанските утайки - където и да погледнат учените, те откриха пластмаса. Други остатъци, оставени от хората, изгниват или ръждясват - пластмасата, от друга страна, издържа с години, кара животните да загинат, замърсява околната среда и унищожава цели брегови линии. Според някои оценки 50 до 80 процента от отпадъците в океаните са пластмаси. „Има места на земята, където не можете да намерите пластмаса“, казва океанографът Кара Лавандула от Закона за морското образование в Уудс Хоул, Масачузетс. "В морето обаче, където и да погледнем, се натъкнахме на пластмаса. То е навсякъде."
Вестниците са пълни със статии за страхотния участък за боклук в централната част на Тихия океан, Великият тихоокеански боклук, с множество пластмаси, които се носят около него, а доброволци навсякъде помагат за почистването на плажовете. В много отношения обаче изследванията са по-бавни, отколкото заинтересованата общественост. Учените все още се опитват да отговорят първо на най-основните въпроси: Колко пластмаса наистина плава в океана? Къде е, под каква форма възниква и какви са последиците? Морските изследвания обаче са трудни, скъпи и отнемат много време: необятните океани не са толкова лесни за търсене на често микроскопичните пластмасови частици и само няколко изследователи дори са си поставили това за цел.
Но интересът нараства. „През последните четири години има повече публикации по темата, отколкото през последните 40 години, взети заедно“, каза Маркус Ериксен, директор на научните изследвания и съосновател на Института 5 Gyres в Санта Моника, Калифорния. Организацията иска да се бори със замърсяването с пластмаса в океаните, въпреки че учените и екологичните активисти много добре знаят, че това не е лесна задача. През май 2016 г. Програмата на ООН за околната среда (UNEP) публикува изявление, според което „пластмасовите и микропластичните отпадъци в морето стават все по-голям проблем и е необходим глобален отговор възможно най-скоро“.
Откъде идва цялата тази пластмаса?
През 2014 г. екип в природния резерват Папаханаумокуакеа край северозападното крайбрежие на Хаваите извади от водата риболовна мрежа с тегло 11,5 тона - приблизително толкова тежка, колкото автобус в градския трафик. Голяма част от пластмасовите отпадъци в океана идват от мрежи и други риболовни уреди, които са изгубени или изхвърлени в морето. Според изчисленията на UNEP тези мрежи за призраци съставляват до десет процента от отпадъците в морето - около 640 000 тона [1].
И има много повече. Световното производство на пластмаса се увеличава всяка година. Вече възлиза на около 300 милиона тона и голяма част от него в един момент се оказва в океана. Пластмасовите боклуци са оставени на плажа, найлоновите торбички духат в морето. Огромните количества от сметището могат лесно да бъдат отмити или издухани, ако складовете не са добре защитени. Други източници са по-малко очевидни: когато гумите се износят, малки фрагменти остават по пътя, които се озовават в канализацията и в крайна сметка в океаните.
По време на експедициите си в най-разнообразния океан, екипът на Ериксен вече е открил всичко възможно в морето и го е оценил за публикуване през 2014 г. Измерено по тегло, повече от 87 процента от пластмасата, плаваща в морето, е с размер над 4,75 милиметра, включително шамандури, въжета, мрежи, кофи, бутилки и торби. По отношение на броя на артикулите обаче големите пластмасови части са съставлявали само седем процента. Много пластмасови предмети, които са постоянно изложени на слънчева светлина и вълни, постепенно се разпадат на микроскопични частици; други са по същество мънички, като така наречените микрозърна, малки сфери, които се добавят към почистващи кремове и други козметични продукти и накрая изчезват в канализационната система.
Ричард Томпсън от университета в Плимут във Великобритания прави изследвания върху пластмасовите отпадъци в океана. Откакто той излезе с термина микропластика през 2004 г., загрижеността му нараства. Днес самият термин се използва най-вече само за частици с диаметър по-малък от пет милиметра. Изследователската група на Томпсън открива тази микропластика не само в почти всичките им проби от 18 плажа във Великобритания, но и в проби от планктон от Северно море, които са събрани още през 60-те години. Оттогава броят на публикациите с ключовата дума микропластика нараства рязко и все повече учени се опитват да отговорят на много въпроси, като например колко токсичен е материалът или колко широко се разпространява по света.
Колко има все пак?
Търсенето на океана за пластмаса на повърхността е скъпо и трудно - но още по-трудно е да се изследват по-нататък в океана. Ето защо изобщо няма проби от много дълбоководни райони, които никога не са били изследвани. И дори ако можете да анализирате всички тези региони, ще ви трябват огромни количества вода от там, за да получите изобщо надеждни резултати с ниската концентрация на пластмаса. Ето защо много изследователи трябва да работят с оценки и прогнози.
Екипът на Джена Джамбек провежда изследвания в Атина в Университета на Джорджия в областта на управлението на отпадъците и през 2015 г. изчислява колко боклук произвеждат крайбрежните страни и региони и колко от него е пластмаса, която попада в морето. Групата излезе с годишно количество от 4,8 до 12,7 милиона тона - което приблизително съответства на 500 милиарда пластмасови бутилки. В техните оценки, цялата пластмаса, която е загубена някъде или потъва в морето, както и цялата пластмаса, която вече лежи там, липсва в техните оценки.
За да могат по някакъв начин да преценят това, няколко изследователи отидоха на лов с фини мрежи. Също през 2015 г. океанографът Ерик ван Себил от Imperial College London и неговите колеги публикуваха една от най-големите колекции от данни за това. Изследователите обобщиха цялата информация от 11 854 индивидуални обиколки на почти всички морета с изключение на Северния ледовит океан и направиха своеобразен глобален списък на малките пластмасови частици, плаващи на повърхността на океана.
Според тяхната оценка между 15 и 51 трилиона микропластични частици са плавали в океаните през 2014 г. с общо тегло от 93 000 до 236 000 тона. Тези цифри обаче създават проблем за учените. Тъй като пластмасата, плаваща на повърхността, всъщност е само малка част от онова, което според Джамбек се оказва в морето всяка година. Но къде е останалото тогава? „Това е големият въпрос“, казва Джамбек. „Отговорът е труден.“
И точно това се опитват да открият учените. Сега Jambeck работи с приложението за смартфони "Marine Debris Tracker", в което потребителите съобщават информация за боклука и така краудсорсират огромни количества данни. Джамбек също участва в проект на UNEP за създаване на глобална база данни за отпадъци в морето.
Къде е останалото?
Ако обаче погледнете данните, ще откриете несъответствие между количеството пластмаса, което се изчислява, за да попадне в морето, и материала, който действително е намерен там - сега говорим за „пластмаса, която е изчезнала“. Всичко това е още по-озадачаващо от факта, че в някои региони не е имало повишаване на концентрацията на пластмаса в морето през последните няколко години, въпреки че производството е скочило в световен мащаб.
Досега обществеността е била по-загрижена от вихъра на боклука в Тихия океан, където гигантски вихър вода носи със себе си пластмасови частици. Името всъщност е подвеждащо, там няма да намерите тонове боклук. За проучване от 2001 г. беше изчислено, че в средата на вихровия ток се събират 334 271 парчета пластмаса на квадратен километър. Това е най-голямото количество, измерено в Тихия океан, но в крайна сметка означава само една частица на три квадратни метра.
Моделните изчисления от екипа на ван Себил предполагат, че концентрацията в тихоокеанския вихър за боклук, както в сравнима зона в Северния Атлантик, всъщност може да бъде с няколко порядъка по-висока, отколкото в други райони. Разбира се, в изчисленията е включена само измеримата пластмаса, защото липсващият материал естествено липсва - и е навсякъде.
Част от него вероятно е на дъното на океана. Някои пластмасови отпадъци, дори първоначално да се носят на повърхността, се колонизират от морски организми и постепенно се изтеглят в дълбините. Работата на Томпсън също открива микропластика в дълбоководни утайки; разбира се може да има част от липсващите милиони тонове - но тези области са били изследвани много малко, така че това е неясно. Факт е: устройствата с дистанционно управление многократно удрят по-големи парчета пластмаса отдолу сред всички боклуци, потънали в дълбоководните окопи.
Голяма част от пластмасата в океана просто се измива на брега; Постоянно се откриват нови клъстери. През 2014 г. изследователи, включително Томпсън, показаха, че микропластмасата се е натрупала в Арктическо море в концентрации с няколко порядъка по-високи от тези на силно замърсените повърхностни води. „Има много идеи за това къде може да бъде липсващата пластмаса“, казва Лоу. "Просто още не знаем."
Сега Томпсън търси не само микропластика, но и нанопластика - най-малките частици с размер под 100 нанометра. „Пластмасовите наночастици вече се произвеждат“, обяснява изследователят. "Така че има смисъл някои да попаднат в околната среда или да възникнат, когато по-големите части се разпаднат." Въпреки това е много трудно да се изучава нанопластика. Обикновено се използва вид спектроскопия, за да се определи дали частите и частиците, открити в морето, са направени от пластмаса; Този метод обаче не може да се използва за частици, по-малки от десет микрометра, обяснява Томпсън. Сега той участва в финансиран от правителството на Обединеното кралство проект, наречен RealRiskNano, и иска да разбере от какви източници и по какви пътища тези много малки фрагменти навлизат в околната среда. "Не бих се изненадал, ако могат да бъдат намерени навсякъде. Размерът им обаче е под сегашната граница на откриване на частици от проби от околната среда."
Какви щети причиняват?
Както изследователите вече показаха, пластмасата в морето вреди на животните. Плуващите риболовни уреди, известни като призрачен риболов, са заловили и убили стотици видове, от костенурки до тюлени до птици. Много живи същества също просто поглъщат пластмасови части, които след това се натрупват в храносмилателната им система. Според често цитирана цифра, пластмасови части могат да бъдат намерени в стомаха на 90 процента от всички фулмари, които измиват мъртви по крайбрежието на Северно море. Не е ясно обаче дали замърсяването с пластмаса всъщност има по-голямо въздействие върху популацията на тези морски птици.
Токсичността на микропластмасите вече е доказана в лабораторията; веществата обаче често се използват там в по-високи концентрации, отколкото в действителност се срещат в океаните. Arnaud Huvet от Ifremer, френският изследователски институт за използване на моретата в Plouzané в Бретан, изследва безгръбначни животни. В статия, публикувана през февруари 2016 г., той представи резултати от експерименти с тихоокеански стриди; той ги е хранил с пластмаса, в концентрация, която съответства на количеството в утайките на действителното им местообитание. Животните от обогатената с пластмаса вода произвеждат яйца и сперматозоиди с по-ниско качество и в крайна сметка се развиват 41 процента по-малко ларви, отколкото в групата за сравнение, която се държи в нормална вода. Това беше едно от първите проучвания, които показват пряка връзка между пластмасата и плодовитостта. "Това попадение", казва ван Себил.
Проучване, публикувано през юни 2016 г. от рибните еколози Oona Lönnstedt и Peter Eklöv, открива нещо подобно, което излага ларвите на костурите на микропластмаси в действително екологична концентрация. Ларвите поглъщаха пластмасата и дори изглежда я предпочитаха пред нормалната си диета. Тогава обаче те растат по-бавно и вече не могат да реагират на ароматите на хищните риби. Само след 24 часа в резервоар с хищна риба само 34 процента от хранените с пластмаса ларви са оцелели. За разлика от това, това е 46 процента от ларвите, отгледани в чиста вода.
Lönnstedt от шведския университет в Упсала също беше раздразнен от снимките, които показваха малки пластмасови топчета много ясно в корема на прозрачните ларви. "Това е безумно и е спешно обжалване", казва тя. „Всеки, който твърди, че пластмасата в океана не е проблем, трябва да погледне данните.“
Някои учени обаче се съмняват в важността на тази работа. Аластер Грант работи като еколог в Университета на Източна Англия, Норич, Великобритания. Според него нивата на пластмаса, които са довели до ефекти в експериментите на Lönnstedt - 10 до 18 частици на литър, са далеч над реалните намерени количества. Това обикновено са по една частица на литър, казва той. "За мен данните означават, че в повечето области количеството микропластмаса вероятно ще бъде в граници, които не представляват заплаха за околната среда."
Какво да правим?
Дори ако данните за пластмасата в океана са непълни, има консенсус между изследователите, че не трябва да чакаме повече, преди да направим каквото и да било. Но какво? Сравнително спорен проект стартира организацията с нестопанска цел The Ocean Cleanup: Групата иска да изгради 100-километрова плаваща бариера в тихоокеанския боклук до 2020 г. и да извади около половината от пластмасата там. Много учени са доста скептични по отношение на проекта. Според вас пластмасата там е много изолирана и трудна за събиране; освен това бариерата може да засегне популациите риба и планктона. Боян Слат е изпълнителен директор на The Ocean Cleanup и е отворен за критика; но той вижда проекта само в началото и се позовава на прототипа, който в момента се изгражда край холандското крайбрежие. "Това е нашата тестова система за идентифициране на отрицателните ефекти. Те наистина могат да бъдат записани само в приложението", обяснява той.
Според статия, публикувана в началото на 2016 г. от ван Себил и неговия колега Питър Шерман, би било много по-ефективно системата за почистване да бъде разположена близо до китайското и индонезийското крайбрежие, където произхожда значителна част от замърсяването с пластмаса. „Колкото по-близо се намесите в производството на пластмаса, толкова по-добре“, твърди ван Себил. "Трябва да спрем пластмасовите отпадъци в производствените съоръжения. Трябва да спрем там." Ериксен прави паралели с подходите към замърсяването на въздуха, където хората отдавна осъзнават, че въздушните филтри не са постоянно решение. Филтрирането на целия океан е също толкова неправдоподобно, казва той. „Хората по света сега започват да се справят с корена на проблема.“ Но това означава: можем да използваме по-малко пластмаса, трябва да подобрим управлението на отпадъците и трябва да рециклираме материала, преди дори да попадне в морето.
Това разбира се иска много, защото пластмасата се намира навсякъде. Много учени мечтаят за свят, в който имаме пластичния проблем под контрол. Според резултатите от изследванията на Лоу и Ян ван Франекер, някои видове пластмаса, плаващи в морето, вече биха могли да изчезнат след няколко години. Може би тогава плажът Камило отново би бил идиличен и чист.
Въпреки това, пластмасата ще остави своя отпечатък и ще образува слоеве от малки частици в утайката на морското дъно. С течение на времето тази пластмаса е практически циментирана в земята - наследството на нашата пластмасова ера. "Тогава ще има слой пластмасова скала по целия свят", казва Ериксен.