Скопление мусора в тихом океане. Большое мусорное пятно оказалось ещё больше. Печальные последствия техногенного загрязнения

Океанские течения образуют крупные водовороты. В этих относительно спокойных местах скапливаются миллиарды тонн мусора, который попадает в океан благодаря людской невнимательности. О самом большом из таких пластиковых островов говорили долгие годы. Недавно же американцы официально задокументировали существование «всемирной мусорной свалки».

Исследователи прошли на своём судне около 2700 километров, сотни раз закидывая сети в океан и анализируя вытащенное на борт. Больше всего учёных шокировало огромное количество пластика, который в том или ином виде попадался каждый раз.

Миниатюрный краб ни за что не хотел покидать вытащенный из воды кусок пластмассы (фото Scripps Institution of Oceanography).

«В океане крайне сложно обнаружить что-либо по многу раз к ряду», — говорит ведущий исследователь Мириам Голдштейн (Miriam Goldstein), видимо, припоминая своё более спокойное биологическое прошлое.

В дальнейшем все наблюдения будут использованы прежде всего участниками проекта Kaisei , который объединил учёных, изобретателей, экологов, моряков, спортсменов-энтузиастов и просто любителей океана со всего мира. Они твёрдо вознамерились тщательно изучить Большое тихоокеанское мусорное пятно, чтобы придумать, как хотя бы частично собрать и переработать ненужные и вредные материалы, например, в дизельное топливо.

Кстати, мы рассказывали о ещё одном таком «звёздном» фанатике, который из пластиковых бутылок и прочих «отходов» построил целое судно и намеревается переплыть на нём весь Тихий океан.

Среди прочего мусора были обнаружены (сверху вниз) светящиеся анчоусы, летучие рыбы и кальмар. Внизу: икринки рыб, первым пристанищем которых стал… догадаетесь сами? (фото Scripps Institution of Oceanography)

По разным оценкам, около 10% пластика (от тех 260 миллионов тонн, что производятся ежегодно) в конце концов попадают в океан. Большинство скапливается в северной части Тихого океана, однако и во всех других океанах мира присутствуют такие же мусорные свалки, уверены защитники природы. (Кстати, следующим пунктом назначения SEAPLEX станет «мусорное пятно» у берегов Южной Америки, о нём учёным известно ещё меньше, чем о герое нынешнего исследования. А вдруг оно окажется даже больше?)

Маркус Эриксен (Marcus Eriksen) из исследовательской организации AMRF в своё время изучал соотношение пластиковых отходов в океане с производством пластика промышленными предприятиями.

В 1999 году в тихоокеанском «мусоровороте» присутствовало около 0,002 грамма пластика на квадратный метр, в 2005-м это же значение возросло уже до 0,004. За это время только в Северной Америке количество производимого пластика увеличилось в несколько десятков раз.

Знакомьтесь. Это Лаки (Lucky), неофициальный талисман экспедиции. Мягкую игрушку учёные обнаружили в рыболовных сетях 15 августа 2009 года (фото Scripps Institution of Oceanography).

Согласно данным Программы ООН по окружающей среде (UNEP), около 70% попавшего в океан мусора тонет. Так что пока неизвестно, какие кучи отходов образуются ещё и на дне океана и доберутся ли биологи до них когда-нибудь.

Отметим, что не только разложение пластика вредно для окружающей среды. В старые никому ненужные рыболовные сети попадаются морские черепахи и дельфины, что, конечно же, угрожает численности их популяций. Птицы по ошибке скармливают пластиковые куски своим птенцам, которые не только давятся, но и травятся продуктами разложения вредных веществ в организме.

Медузы и некоторые другие существа путают всё то же «конфетти» с планктоном и также заболевают (а ведь недавно стало известно, что медузы играют важную роль в глобальном перемешивании вод океана). Постепенно пластик встраивается в пищевые цепи, отравляя всё больше морских существ, а вместе с ними и человека!

Часть мусора выбрасывается обратно на берег , негативно влияя на существование прибрежных видов животных. Экологические организации бьют тревогу, однако для того чтобы донести необходимую информацию до обычных людей, правительства и промышленников, необходимо для начала заполучить и проанализировать её самим. Вот и отправляются экспедиции к новым «явлениям природы».

О подобном загрязнении океана, по идее, должен думать каждый человек. Потому что даже те люди, что живут вдали от океана, так или иначе его загрязняют. Это давно доказали другие многочисленные исследования.

Типичная картина. По подсчётам 2006 года, на каждом квадратном километре поверхности океана встречалось около 18 тысяч кусков пластика. В некоторых регионах количество «конфетти» превышает количество планктона в шесть раз. Фотографии сделаны в ходе экспедиции, организованной в рамках Ship to Shore Education Program (фото с сайта ship2shore.blogspot.com).

Экологи приводят довольно простой довод: около 2,5 миллиарда людей употребляют рыбу в чистом виде, в среднем она составляет примерно 20% их белкового рациона. Загрязнение промысловых регионов приводит к порче еды. А ведь из рыбы изготавливается ещё и масса других продуктов.

Защитники природы и учёные просят не думать, что океан далеко, постоянно помнить о том, что загрязнение океана в 80% случаев начинается с раковины на кухне, водосточной и канализационной труб, машины, вывозящей мусор на, казалось бы, обычную наземную свалку, невинного пикника после которого часть, а то и весь мусор остался на траве. Заводы сбрасывают отходы в реки и озёра. Вредные вещества из воздуха попадают в воду с дождём. И так далее, и тому подобное…

В развивающихся странах производится чуть меньше мусора, но и переработка создаваемого находится на невероятно низком уровне (фото Wallace J. Nichols).

На сайтах различных природоохранных организаций то тут, то там всплывают новые гениальные (и не очень) решения проблемы, которые предлагают обычные люди.

«Раз в неделю в нашем блоге мы обнаруживаем как минимум одно необычное предложение по очистке океана, — рассказывает Анна Кумминс (Anna Cummins) из AMRF. — Кто-то предлагает собирать крупные обломки с поверхности океана сетями, затем сбрасывать их с помощью вертолёта в жерло вулканов, для превращения в камень. Другие – „пылесосить“ дно, а затем превращать пластик в альтернативный источник энергии».

Собранные образцы почти все тщательно изучены, а вот полученные данные будут обрабатывать в течение нескольких месяцев (фото Algalita Marine Research Foundation).

Мур же считает, что наилучшим решением может стать только общемировое осознание того, что необходимо сменить привычки, остановить попадание мусора в океан. По его мнению, бесполезно пытаться вычистить воду от того, что уже накопилось в Тихом океане.

Чарльза всячески поддерживают Александра и Филипп Кусто (Alexandra, Philippe Cousteau), внуки знаменитого Жака-Ива Кусто (Jacques-Yves Cousteau), которые пропагандируют сохранение богатств мирового океана. «Мы живём на планете, большую часть которой покрывает вода. Жизнь зародилась в воде. Загрязнение океана – недопустимая вещь», — сетует Александра. В общем, всё возвращается к банальной фразе: «Чисто не там, где метут, а там, где не сорят».

Вопреки распространенному мнению, Большое тихоокеанское мусорное пятно не является огромным островом твердого мусора, плавающим в Тихом океане, а скорее безграничным, почти неизмеримым супом микроскопических обломков.

Большая часть этого мусора происходит из Северной Америки или Азии. С помощью океанических течений мусор скапливается в определенных участках Тихого океана.

Несколько океанических течений сходятся в Северо-Тихоокеанском течении, которое представляет собой систему вращающихся океанских течений, вызванных ветром и силами инерции.

Большое тихоокеанское мусорное пятно на самом деле состоит из двух частей:

Большое тихоокеанское мусорное пятно на карте

• Западного тихоокеанского мусорного пятна, расположенного недалеко от Японии;
• Восточного тихоокеанского мусорного пятна, которое находится между западным побережьем Соединенных Штатов и Гавайскими островами.

Микропластик

Мелкие пластиковые частицы

Большое тихоокеанское мусорное пятно состоит в основном из микропластика или микроскопических пластиковых частиц. Несмотря на некоторые разногласия из-за размеров, Национальное управление океанических и атмосферных исследований называет микропластиком частицы пластмассы диаметром менее 5 мм. Они могут поступать из разных источников, включая косметику, одежду и промышленные процессы.

В настоящее время существуют две классификации микропластика:

• первичный микропластик являются прямым результатом использования человеческих продуктов;
• вторичный микропластик представляет собой микроскопические пластиковые частицы, полученные в следствии разрушения более крупных пластиковых обломков, таких как макроскопические части, составляющие основную массу Большого тихоокеанского мусорного пятна.

Оба типа, как известно, сохраняются в окружающей среде в больших количествах, особенно в водных и .

Поскольку пластмасса не разрушается в течение многих лет, она становится частью и накапливается в тканях многих организмов. Весь цикл и движение микропластика в окружающей среде пока не изучен, но в настоящее время ведутся исследования по этому вопросу.

Из чего состоит?

Большое тихоокеанское мусорное пятно состоит из:

• Пластмассы: которая составляет около 80% мусора. Пластмасса - дешевый и один из самых распространенных синтетических материалов, и благодаря своей долговечности и универсальности, пользуется популярностью среди людей, а также в промышленности. Пластик обычно не может быть разрушен живыми организмами, а это означает, что, когда он оказывается в океане, то остается там, будучи деградированным и разбитым на мелкие кусочки, но не исчезает полностью. Некоторые из частиц чрезвычайно малы - эти микрошарики создают множество проблем для дикой природы.
• Больших обломков: составляющих около 20% мусора, в основном поступают от промысловых операций, морских нефтяных вышек или разливов с судов.
• Затонувшего мусора. Недавно океанографы подсчитали, что до 70% морского мусора находятся не на поверхности, а на дне океана.

Влияние на окружающую среду

Влияние Большого тихоокеанского мусорного пятна является масштабным и катастрофическим. Морская дикая природа наиболее сильно подвержена негативным последствиям. Несколько примеров включают:

• Морские черепахи, ошибочно охотятся на пластиковые пакеты, принимая их за медуз или другую морскую добычу.
• Альбатросы и другие морские птицы, которые случайно съедают кусочки пластика, погибают от голодания и обезвоживания.
• Тюлени и остальные морские млекопитающие, часто попадают в заброшенные рыболовные сети.
• Фильтраторы потребляют пластиковые частицы вместо обычного планктона или яиц рыбы.

Плавающий пластик также может препятствовать попаданию солнечного света на планктон или водоросли, микроскопические организмы, которые находятся в основании всей морской . Если снижается количество планктона, животные, которые его едят, например, черепахи или рыбы, также будут уменьшатся в численности. Сокращение популяций черепах и рыб повлияет на численность сверххищников, таких, как акулы и киты.

Влияние на жизнь человека:

• Если морские пищевые сети будут нарушены, рыба и другие морепродукты станут менее доступными для людей или более дорогими.
• Пластик содержит химические вещества, такие как бисфенол A, которые вызывают проблемы с окружающей средой и здоровьем человека. Полихлорированный бифенил, как известно, содержится в пластике и может накапливаться до токсичных уровней в морских экосистемах и у людей, употребляющих в пищу морепродукты.

Возможные решения проблемы

Ученые изучили Большое тихоокеанское мусорное пятно и обнаружили несколько эффективных решений для очистки океана. Однако главная проблема состоит в том, что эта загрязненная область достаточно велика, и находится далеко от берегов, поэтому ни одна страна мира не приступила к ее очищению. Тихий океан слишком глубок, чтобы добраться ко дну, а сети маленькие, чтобы захватывать мусор, и в них непреднамеренно могут попадать морские обитатели. Ученые согласны с тем, что наилучшим решением для очистки Большого тихоокеанского мусорного пятна является сокращение использования пластмассы и поощрение использования биоразлагаемых и многоразовых материалов.

Модель образования в Тихом океане пятен мусора, изначально равномерно распределенного по поверхности

NASA"s Scientific Visualization Studio

Ученые-экологи провели подробный количественный анализ океанского пластикового мусора в одном из крупнейших мировых скоплений - большом тихоокеанском мусорном пятне. На основе проведенных измерений ученые построили математическую модель, с помощью которой оценили общую массу мусора внутри пятна, занимаемую им площадь, и распределение по размерам. Оказалось, что предыдущие исследования недооценивали общую массу пластика в этой области примерно в 4–16 раз, пишут ученые в Scientific Reports .

Из-за конфигурации океанских течений в некоторых областях океана накапливается большое количество мусора антропогенного происхождения. Одно из таких скоплений - большое тихоокеанское мусорное пятно, расположенное в Тихом океане между побережьем Калифорнии и Гавайскими островами. Площадь этого скопления составляет более миллиона квадратных километров, а точных оценок суммарной массы плавающего мусора (среди которого, например, рыболовные сети, пластиковые бутылки, обломки буйков, веревки, пленки, различные типы упаковок) на данный момент проведено не было. Некоторые измерения позволяли лишь оценить минимальную возможную массу, которая составляла при учете различных типов мусора от 5 до 20 тысяч тонн.

Группа ученых под руководством Лорана Лебретона (Laurent Lebreton) из Фонда очистки океана провела измерения количества различных типов пластикового мусора в этой области Тихого океана, и на основе полученных данных экологи смоделировали мусорное пятно и оценили его суммарную массу и площадь. Поскольку 99,9 процентов всего мусора на поверхности океана составляет пластик, то в качестве основного источника данных для модели ученые использовали результаты измерений о содержании в пятне четырех типов пластикового мусора различного размера: микропластика (размером от 0,05 до 0,5 сантиметров), мезопластика (от 0,5 до 5 сантиметров), макропластика (от 5 до 50 сантиметров) и мегапластика (более 50 сантиметров).

Измерения проводились с июля по сентябрь 2015 года. Всего было проведено 652 замера в различных точках большого тихоокеанского мусорного пятна. Количество крупных единиц самого крупного мусора ученые также оценивали с помощью съемки поверхности океана с самолета. Исходя из собранных данных была построена математическая модель, которая позволила рассчитать массу, площадь и распределение мусора в пятне по размерам.

Результаты численного моделирования общей массы пластикового мусора в большом тихоокеанском мусорном пятне

Результаты вычислений показали, что в мусорном пятне содержится примерно 80 тысяч тонн пластика, которые суммарно занимают площадь около 1,6 миллионов квадратных километров. Эта масса примерно в 4 раза больше максимальной из предыдущих оценок и в 16 раз больше величины, полученный в результате предыдущих измерений количества мусора, собранного в траловые сети.

Результаты измерений массы мусора различного размера. Линией обозначена граница большого тихоокеанского мусорного пятна

L. Lebreton et al./ Scientific Reports, 2018

Кроме общей массы пластика в мусорном пятне ученые провели анализ его фракционного состава. Оказалось, что более трех четвертей всех объектов в пятне имеют размер более 50 сантиметров, и практически наполовину пятно состоит из элементов рыболовных сетей. При этом, например, содержание самого мелкоразмерного микропластикового мусора (в основном, это отдельные элементы, обломки и обрывки других типов мусора) составляет только около восьми процентов всего мусора по массе, но при этом сразу 94 процента, если считать мусор поштучно (всего в пятне примерно 1,8 триллионов единиц пластикового мусора).

При этом масса микропластикового мусора значительно выросла за последние годы: если в 1970-х годах на каждый квадратный километр поверхности океана внутри мусорного пятна в среднем приходилось примерно 0,4 килограмма микропластика, то к 2015 году эта масса выросла более чем в 3 раза: до 1,23 килограммов.

Отличия по сравнению с предыдущими измерениями ученые связывают как с уточнением методов анализа, так и непосредственно с увеличением количества мусора за время, прошедшее между исследованиями. Одной из возможных естественных причин увеличения количества пластика ученые также называют крупное цунами , вызванное землетрясением у восточного берега острова Хонсю в 2011 году.

При этом, выяснилось, что накопление пластика в мусорном пятне носит экспоненциальный характер и этот процесс происходит быстрее, чем если бы новый мусор появлялся только за счет океанских течений. Полученные результаты, по словам авторов исследования, должны помочь понять точные механизмы увеличения массы пластикового мусора и разработать способы борьбы с его последствиями.

Чтобы разобраться, по каким механизмам в океане формируются острова из мусора или других пассивно плавающих объектов (например, колоний различных биоорганизмов), часто ученым приходится использовать довольно сложные физические модели, основанные на гидродинамических подходах или кинетической теории газов. Например, с помощью одного из таких методов, ученые , что процесс дрейфа мусора состоит из двух основных стадий: сначала небольшие объекты формируются в кластеры, после чего эти кластеры медленно расходятся друг от друга.

Александр Дубов

3 октября организация The Ocean Cleanup обнародовала данные первой воздушной экспедиции на тихоокеанский мусорный «остров». Исследование показало, что пятно на самом деле намного больше, чем считалось раньше. Только по краям «острова» было обнаружено больше мусора, чем ожидалось найти в его центре, где концентрация отходов значительно выше. За первые два часа экипаж заметил более тысячи больших плавающих мусорных скоплений.

«Хотя нам нужно провести детальный анализ результатов, можно с уверенностью сказать, что всё хуже, чем мы думали, - рассказал основатель The Ocean Cleanup Бойян Слат. - Это подчёркивает необходимость позаботиться о пластике, который попал в океан, потому что он в ближайшие десятилетия превратится в микропластик».

Микропластик - это маленькие частички уже разложившихся крупных пластиковых элементов. В зависимости от тяжести он может находиться в разных слоях воды. Из-за микроскопических размеров его практически невозможно выловить из водоемов.

В прошлом году организация уже проводила океанскую экспедицию на мусорное пятно в Тихом океане. «Я изучала вопросы пластикового мусора в океанах, но никогда не встречала таких загрязнённых мест, как Большое Тихоокеанское мусорное пятно, - поделилась после экспедиции Джулия Райсер, ведущий океанограф The Ocean Cleanup. - С каждым забором сети мы вытаскивали огромное количество пластика». Исследование 2015 года показало, что если человечество не сбавит темпы в загрязнении водоёмов, то в 2050 году в океанах будет больше пластика, чем рыбы.

Мусорное пятно в Тихом океане образовалось из-за океанических течений ещё в прошлом веке и постоянно увеличивается. По консистенции пятно больше похоже на «пластиковый суп». Основная причина его возникновения - то, что использованный пластик выбрасывают, а не отправляют на переработку. Точные размеры «острова» остаются неизвестными. Некоторые исследователи оценивают его диаметр в тысячу миль. По мнению капитана Чарльза Мура, который привлёк внимание общественности к существованию тихоокеанского пятна, «80% мусора в “острове” попало сюда с суши, а 20% - с палуб кораблей».

Мусорный «остров» наносит огромный вред животным и отравляет воду токсинами. Как бороться с этой проблемой? Нужно разобраться с её источником. Для начала необходимо максимально ограничить потребление одноразового пластика и организовать сортировку мусора, что позволит эффективнее справляться со вторичной переработкой. В Евросоюзе за счёт раздельного сбора отходов перерабатывается более 40% отходов. В России - пока лишь 4% всех отходов, поскольку раздельного сбора у нас почти нет.

Большое тихоокеанское мусорное пятно (англ. Eastern Garbage Patch – Восточный мусорный континент) – огромное скопление мусора в северной части Тихого океана. Пятно состоит из пластика и других антропогенных отходов, которые были подхвачены кругообразным течением в северной части Тихого океана. Несмотря на свои размеры и значительную плотность, пятно не видно на спутниковых фотографиях, поскольку оно состоит из мелких частиц. К тому же большая часть мусора плавает в слегка утопленном состоянии, скрываясь под водой.

Существование мусорного континента было теоретически предсказано еще в 1988 году. Прогноз основывался на данных, полученных на Аляске в период между 1985 и 1988 годами. Исследование количества дрейфующего пластика в поверхностных водах северной части Тихого океана выявило, что в областях, подвластных определенным океаническим течениям, скапливается много мусора. Данные по Японскому морю позволили исследователям предположить, что подобные скопления могут быть обнаружены в других частях Тихого океана, где преобладающие течения способствуют образованию относительно спокойной водной поверхности. В частности, ученые указали на Северо-Тихоокеанскую систему течений. Через несколько лет существование огромного мусорного пятна было документально подтверждено Чарльзом Муром, калифорнийским капитаном и исследователем моря. Проплывая Северо-Тихоокеанскую систему течений после участия в регате, Мур обнаружил огромное скопление мусора на поверхности океана. Капитан Мур сообщил о своей находке океанографу Кертису Эббесмейеру, который впоследствии назвал эту область Восточным мусорным континентом. Факт существования мусорного пятна привлек внимание общественности и научных кругов после выхода в свет нескольких статей Чарльза Мура. С тех пор большое мусорное пятно считается крупнейшим примером загрязнения человеком морской среды.

Как и другие зоны Мирового океана с высоким содержанием мусора, большое тихоокеанское мусорное пятно было сформировано океаническими течениями, постепенно концентрирующими в одной области выброшенный в океан мусор. Мусорное пятно занимает большой, относительно стабильный участок на севере Тихого океана, ограниченный Северо-Тихоокеанской системой течений (область, которую часто называют «конскими широтами», или широтами штилевого пояса). Водоворот системы собирает мусор со всей северной части Тихого океана, в том числе из прибрежных вод Северной Америки и Японии. Отходы подхватываются поверхностными течениями и постепенно перемещаются к центру водоворота, который не выпускает мусор за свои пределы.

Точный размер большого пятна неизвестен. С борта корабля его размеры оценить невозможно, а с борта самолета пятно не видно. Большую часть информации о мусорном пятне мы можем почерпнуть только из теоретических расчетов. Оценки его площади варьируются от 700 тыс. до 15 млн км² и более, (от 0.41 % до 8.1 % общей площади Тихого Океана). Вероятно, на этом участке находится более ста миллионов тонн мусора. Также высказываются предположения, что мусорный континент состоит из двух объединенных участков.

По расчетам Чарльза Мура, 80% мусора в пятно поступает из наземных источников, 20% выбрасывается с палуб кораблей, находящихся в открытом море. Мур утверждает, что отходы с восточного побережья Азии перемещаются к центру водоворота примерно за пять лет, а с западного побережья Северной Америки – за год или менее.

Мусорное пятно не представляет собой сплошной слой мусора, плавающего на самой поверхности. Частицы разложившегося пластика по большей части слишком малы, чтобы их можно было увидеть визуально. Для приблизительной оценки плотности загрязнения ученые исследуют пробы воды. В 2001 году ученые (включая Мура) выяснили, что в определенных областях мусорного пятна концентрация пластика уже тогда достигала миллиона частиц на квадратную милю. На квадратный метр приходилось 3.34 куска пластика средним весом 5.1 миллиграмм. Во многих местах зараженного региона общая концентрация пластика превышала концентрацию зоопланктона в семь раз. В пробах, взятых на большей глубине, уровень пластиковых отходов оказался значительно ниже (преимущественно это были рыболовные лески). Таким образом, были подтверждены предыдущие наблюдения, согласно которым большая часть пластикового мусора собирается в верхних водных слоях.

Некоторые частицы пластика напоминает зоопланктон, и медузы или рыбы могут принять их за пищу. Большое количество трудноразлагающегося пластика (крышки и кольца от бутылок, одноразовые зажигалки) оказывается в желудках морских птиц и животных, в частности, морских черепах и черноногих альбатросов.

Таким образом, человечество в очередной раз создало себе проблему. Значительная часть пластика разлагается очень медленно. Например, для биологического разложения полиэтилена необходимо около двухсот лет, поливинилхлорид при разложении выделяет небезопасные продукты. Планируются мероприятия по очистке поверхности океана с помощью флотилий специально оборудованных кораблей, но это трудноосуществимо на практике, а, кроме того, собранный мусор еще необходимо переработать. Если мы не можем решить проблему – не стоит хотя бы ее усугублять. Первое, что следует сделать – уменьшить поступление мусора в океан и увеличить производство упаковок из биологически разлагаемых сортов пластика.