The Pilot Project on Microplastic Research in Russian Arctic
Authors:
1.
Dal'nevostochnyy federal'nyy universitet (g. Vladivostok)
Russian Federation
Russian Federation
2.
Associaciya «Morskoe nasledie: issleduem i sohranim» (g. Sankt- Peterburg)
Russian Federation
Russian Federation
Type:
Article
Published:
06.01.2019
Subject area:
UDK 504.064.2:502.34
BBK 26 Науки о Земле
BBK 26 Науки о Земле
Language:
Russian
Keywords:
of microplastics, Arctic, Franz-Joseph, marine-coastal zone, pollution
Abstract (English):
Plastik v nastoyaschee vremya yavlyaetsya ne tol'ko samym rasprostranennym materialom, ispol'zuemym prakticheski vo vseh otraslyah zhiznedeyatel'nosti cheloveka, no i v silu svoey specifichnoy struktury stal sozdavat' problemu, svyazannuyu s zagryazneniem okruzhayuschey sredy. I kak pokazyvayut issledovaniya, provodimye v razlichnyh regionah mira, ne tol'ko obychnye plastikovye othody predstavlyayut ugrozu dlya ekosistem, ih pobochnye produkty, tak nazyvaemyy mikroplastik. V Rossii, a tem bolee v arkticheskih vodah, issledovanie etogo voprosa nahoditsya v stadii stanovleniya, tem ne menee, sistemnye issledovaniya provodyatsya s 2014 goda. Tak, pribrezhno-morskaya zona yuga Dal'nego Vostoka yavlyaetsya model'nym regionom, gde otrabatyvayutsya metodicheskie podhody k izucheniyu mikroplastika, izuchaetsya ego raspredelenie i kachestvennyy sostav v pribrezhnyh akvatoriyah, beregovom grunte, rechnyh sistemah. V 2017 godu vo vremya ekspedicii, organizovannoy Associaciey «Morskoe nasledie: issleduem i sohranim», byli vypolneny pionernye raboty po obsledovaniyu pribrezhno-morskoy zony ostrovov Zemli Franca-Iosifa s cel'yu vyyavleniya i ocenki masshtabov zagryazneniya makroplastikom. Kachestvennyy analiz byl proveden na baze Dal'nevostochnogo federal'nogo universiteta, v rezul'tate chego ustanovleno, chto mikroplastik v neznachitel'nom kolichestve, no vse zhe vstrechaetsya kak v pribrezhnoy akvatorii, tak i v beregovom grunte. Spektral'nyy analiz poluchennyh obrazcov pokazal, chto bol'shaya chast' vytyanutyh chastic mikroplastika sootvetstvuyut sopolimeru s 60% poliestera i 40% neylona, drugaya chast' vytyanutyh volokon sootvetstvuet polipropilenu. Chast' naibolee melkih chastic predstavlyalo soboy polimery na osnove vinilhlorida i ego sopolimerov.
Plastik v nastoyaschee vremya yavlyaetsya ne tol'ko samym rasprostranennym materialom, ispol'zuemym prakticheski vo vseh otraslyah zhiznedeyatel'nosti cheloveka, no i v silu svoey specifichnoy struktury stal sozdavat' problemu, svyazannuyu s zagryazneniem okruzhayuschey sredy. I kak pokazyvayut issledovaniya, provodimye v razlichnyh regionah mira, ne tol'ko obychnye plastikovye othody predstavlyayut ugrozu dlya ekosistem, ih pobochnye produkty, tak nazyvaemyy mikroplastik. V Rossii, a tem bolee v arkticheskih vodah, issledovanie etogo voprosa nahoditsya v stadii stanovleniya, tem ne menee, sistemnye issledovaniya provodyatsya s 2014 goda. Tak, pribrezhno-morskaya zona yuga Dal'nego Vostoka yavlyaetsya model'nym regionom, gde otrabatyvayutsya metodicheskie podhody k izucheniyu mikroplastika, izuchaetsya ego raspredelenie i kachestvennyy sostav v pribrezhnyh akvatoriyah, beregovom grunte, rechnyh sistemah. V 2017 godu vo vremya ekspedicii, organizovannoy Associaciey «Morskoe nasledie: issleduem i sohranim», byli vypolneny pionernye raboty po obsledovaniyu pribrezhno-morskoy zony ostrovov Zemli Franca-Iosifa s cel'yu vyyavleniya i ocenki masshtabov zagryazneniya makroplastikom. Kachestvennyy analiz byl proveden na baze Dal'nevostochnogo federal'nogo universiteta, v rezul'tate chego ustanovleno, chto mikroplastik v neznachitel'nom kolichestve, no vse zhe vstrechaetsya kak v pribrezhnoy akvatorii, tak i v beregovom grunte. Spektral'nyy analiz poluchennyh obrazcov pokazal, chto bol'shaya chast' vytyanutyh chastic mikroplastika sootvetstvuyut sopolimeru s 60% poliestera i 40% neylona, drugaya chast' vytyanutyh volokon sootvetstvuet polipropilenu. Chast' naibolee melkih chastic predstavlyalo soboy polimery na osnove vinilhlorida i ego sopolimerov.
Keywords:
of microplastics, Arctic, Franz-Joseph, marine-coastal zone, pollution
of microplastics, Arctic, Franz-Joseph, marine-coastal zone, pollution
Пластиковые изделия используются повсеместно, что связано с их прочностью, износостойкостью, невысокой стоимостью и биоинертностью. Ежегодно отмечается рост объемов производства, 2/3 которого составляют предметы одноразового использования и упаковочные материалы. Наряду с увеличением спроса на пластик актуализируется проблема, связанная с накоплением отходов. Наиболее распространенными полимерами являются полиэтилен (PE), полипропилен (PP), полистирен (PS), полиэтилен терефталат (PET) и поливинилхлорид (PVC). Эти вещества все представлены в структуре мусора, регистрируемого как в береговой зоне, так и на морской акватории. Исследования показали, что около 60 % мусора представлено отходами пластика, при этом более 80 % источников загрязнения прибрежно-морской зоны имеют сухопутное происхождение (прежде всего рекреационная деятельность). Из морских источников следует отметить рыбный промысел, доля отходов которого в структуре мусора составляет около 20 %. Здесь широко представлены полиолефины (РЕ и РР) и нейлоны, использующиеся для изготовления снастей [1, 2, 3]. Помимо собственно отходов пластика в последние годы угрозой стал так называемый микропластик. Этот термин, так же, как и термин «морской мусор» уже прочно укрепился в научной среде. Экспериментальным путем установлено, что пластмассы относительно быстро разлагаются в морской среде под действием природно-климатических факторов [4]. Активные исследования микропластика проводятся с 2014 года на базе Дальневосточного федерального университета [5]. Следует отметить, что концентрация загрязняющих веществ и источники их поступления в прибрежно-морскую среду в России по сравнению с другими регионами существенно различается. И то, что микропластик является международной проблемой жители России даже и не подозревают, акцентируя внимание лишь на относительно крупных пластиковых объектах. В России нет специального законодательства, рассматривающего вопросы мусора в прибрежно-морской зоне и в морских акваториях в целом, в отличие, например, от стран юго-восточной Азии, где загрязнение пластиком поверхности, толщи и донных субстратов регулируется на государственном уровне. В 2017 году впервые были проведены исследования совместно с ассоциацией «Морское наследие: исследуем и сохраним», в результате чего были взяты пробы берегового грунта и морской воды в прибрежно-морской зоне Земли Франца-Иосифа. Отбор осуществляется методом траления планктонной сетью со стаканом с маломерного судна в течение 10 минут на каждом пункте мониторинга. Таким образом, с учетом размеров сети, скорости движения судна и времени отбора, объем прокачанной воды составил около 10 куб. метров. Далее поднятая сеть дополнительно промывалась забортной водой для сбора микропластика с ее стенок. Весь загрязнитель при этом скатывался в металлический стакан, которым заканчивается сеть. Полученная проба помещалась в маркированную емкость для определения качественного состава собранного микропластика. Отбор берегового грунта осуществлялся методом конверта (в литоральной зоне обозначается квадрат со стороной 1 м, из углов и центра отбирается по 200 гр. грунта), собранный грунт помещен в тару (пластиковый пакет или емкость) и промаркирован. В результате отбора было получено 2 концентрированные пробы воды и 14 проб грунта. Качественный анализ проб проведен на базе Наноцентра Дальневосточного федерального университета с использованием методов инфракрасной микроскопии (ИК) и спектрофотометрии. С помощью ИК-микроскопа Shimadzu AIM-8800 фиксировали размерный состав. Далее полученные образцы анализировали на ИК-спектрофотометре IRTraser-100 с приставкой НПВО (нарушенное полное внутренне отражение) Quest горизонтального типа (Shimadzu, Япония) с диапазоном измерений от 400 до 4000 см- 1 и разрешением 2 см- 1 . Идентификация проводилась автоматическим сравнением с библиотекой спектров (STJ-Europe Spectral Database, Германия). Практически все пробы характеризовались наличием пластиковых частиц. Анализ спектров показал, что большая часть вытянутых частиц микропластика соответствуют сополимеру, включающему 60% полиэстера и 40% нейлона (образец 1), другая часть вытянутых волокон соответствует полипропилену (образец 2). Часть окрашенных частиц, флюоресцирующих в УФ, оказались природного происхождения и представляли собой частички янтаря. Часть мелких частиц представляла собой полимеры на основе винилхлорида и его сополимеров (образец 6). Также были идентифицированы полистерен, полиэстер и поливинилиденхлорид. Для многих выделенных частиц характерно обрастание микроводорослями, и в таких случаях появлялись дополнительные пики в ИК спектрах, соответствующие белкам и полисахаридам. Таким образом, следует констатировать, что большинство обнаруженных частиц микропластика включают опасные для окружающей среды соединения. Проведенные исследования показали, что, учитывая общемировые тенденции, для русской Арктики проблема микропластика также может стать актуальной. Однако в настоящее время имеющихся данных недостаточно для оценки загрязнения как береговых грунтов, так и прибрежных акваторий. Исследования в данном направлении будут продолжены
1. Eubeler, J.P., Zok, S., Bernhard, M., Knepper, T.P., 2009. Environmental biodegradation of synthetic polymers I. Test methodologies and procedures. Trend. Anal. Chem. 28 (9), 1057-1072.
2. Hinojosa, I., Thiel, M., 2009. Floating marine debris in fjords, gulfs and channels of southern Chile. Mar. Pollut. Bull. 58, 341-350.
3. Klust, G., 1982. Netting Materials for Fishing Gear, second ed. Fraham, Surrey, Fishing News Books Ltd., UK.
4. Tanaka, K. & Takada, H. 2016. Microplastic fragments and microbeads in digestive tracts of planktivorous fish from urban coastal waters. Sci. Rep., 6: 34351. doi: 10.1038/ srep34351.
5. Kozlovskiy N.V., Blinovskaya Ya.Yu. Mikroplastik - makroproblema mirovogo okeana // Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnyh i fundamental'nyh issledovaniy. - 2015. - № 10-1. - S. 159-162.
