Сибирские исследователи оценили содержание микропластика и стойких органических загрязнителей в песке трех пляжей Новосибирска. Очистные сооружения, предположительно, являются одним из главных источников микропластика, ученые обнаружили больше частиц на участке ниже по течению от стока. Однако, по сравнению с другими речными системами, уровень загрязнения Оби оказался довольно низок. Исследование опубликовано в международном журнале Journal of Xenobiotics.
«Эта работа была сделана Томским государственным университетом, Новосибирским институтом органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН и Тихоокеанским институтом географии ДВО РАН. Долгое время реки Российской Евразии совсем не изучались, эта тема начала развиваться около трех лет назад. По рекам Сибири мы начали работать первыми и до сих пор практически единственные, кто занимается подобными исследованиями. За это время мы успели создать консорциум, куда входят 26 организаций», — рассказала директор Центра исследования микропластика в окружающей среде Биологического института ТГУ кандидат биологических наук Юлия Александровна Франк.
Ученые отобрали пробы на трех участках в верховьях реки Обь: один находился в черте Новосибирска, второй возле поселка Кудряшовский, а последний в районе поселка Мочище. На берегу исследователи выделяли пробные площадки с помощью металлической рамки, просеивали песок через сито пять миллиметров (это считается верхней границей микропластика), а потом дополнительно через одномиллиметровое. Далее микропластик (МП) характеризовали, измеряли концентрацию стойких органических загрязнителей на его поверхности.
Схематическая карта Азии и расположение мест отбора проб
«Собранные частицы МП отправили в наш институт, где мы провели анализ с помощью инфракрасной спектроскопии. Это метод, при котором для каждой частицы записывается инфракрасный спектр и после по базе данных проверяется, к какому типу полимера она относится. В итоге мы определили размеры частиц микропластика, описали цвет, форму, тип полимера. По нашим данным, больше всего в образцах содержится полиэтилена. Это было ожидаемо, так как мы используем его чаще всего, из него состоят пакеты, пленки, различная упаковка. На втором месте был полипропилен, материал, из которого изготавливают пищевые контейнеры. В одном из образцов было много полистирола, из него тоже делают контейнеры, используют в строительстве. После нашего исследования ученые из ТИГ ДВО РАН определяли на этих частицах содержание пестицидов и стойких органических загрязнителей. Они специализируются на подобных исследованиях, изучают присутствие пестицидов в китах, рыбах, грудном молоке человека», — сказала руководитель группы экологических исследований и хроматографического анализа Центра спектральных исследований НИОХ СО РАН кандидат химических наук Юлия Сергеевна Сотникова.
Полимерный состав микропластика, извлеченного из пляжных донных отложений реки Обь (a); Спектры частиц, выделенные с помощью Фурье-спектроскопии, PS (полистирол), PP (полипропилен), PE (полиэтилен), и PU (полиуретан) (b)
По результатам исследования, в береговых грунтах Оби оказалось сравнительно не так много микропластика, значения колебались от 24 ± 20,7 до 104 ± 46,2 ед./м2 (в среднем 53,3 ± 46,6). Так как для рек довольно сложно провести четкое различие между загрязнением береговых и донных отложений (из-за значительных изменений уровня воды в различные фазы гидрологического режима), можно отметить, что среднее содержание частиц МП в исследованных отложениях достигло 0,67 ± 0,58 ед./кг. Для сравнения можно взять медианный уровень загрязнения побережья национального парка «Куршская коса» в Балтийском море, где содержание МП составило 46 ± 22 ед./кг. Такие небольшие показатели могут быть связаны с тем, что Западная Сибирь является труднодоступной территорией на протяжении 5 410 км Оби и, за исключением Новосибирска, Барнаула, Сургута и некоторых других городов, она малонаселена, особенно по сравнению с речными системами в более урбанизированных регионах мира.
Также выяснилось, что микропластика было гораздо больше на участке берега реки ниже по течению от стока Новосибирской станции очистки сточных вод. На остальных участках, расположенных выше по течению, и более отдаленных пляжах показатели были ниже.
«Очистные сооружения — один из источников микропластика в воде. Они не задерживают его, а в какой-то степени даже концентрируют. Из-за того что туда сливаются все ливневые и бытовые стоки, в очистных сооружениях содержится большое количество волокон текстиля, они попадают туда после стирки одежды. Конечно, нужно отдельно исследовать, как именно городские очистные сооружения влияют на загрязнение рек. Мы планируем заняться этой темой, так как это источник микропластика, на который можно повлиять и проконтролировать», — отметила Юлия Франк.
Еще одна причина появления микропластика в водоемах — фрагментация мусора, который находится по берегам, например на свалках. С дождем и весенним половодьем всё это размывается и микрочастицы пластика попадают в воду, донные отложения, проглатываются рыбами и другими организмами.
Микропластик из пляжных отложений реки Обь (a): фрагменты неправильной формы, волокна и пленки из образцов Ob-D2 (1-2) и Ob-4 (3); Ob-U3 (4, 9) и Ob-4 (5-8); распределение МП по форме (б) и размеру (в)
Пластик — инертный материал, он не взаимодействует с живыми существами, однако в окружающей среде начинает разрушаться, выветриваться, высвобождаются добавки, которые были внесены при производстве (пластификаторы, красители, добавки для повышения стойкости материалов). Микропластик опасен тем, что может наносить механические повреждения мелким живым существам, а также ассоциацией с другими гидрофобными загрязнителями: металлами и стойкими органическими загрязнителями (СОЗ), такими как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), полихлорированные дифенилы (ПХБ), диоксины и другие хлорорганические пестициды (OCP). Они адсорбируются и концентрируются на поверхности частиц. Эти вещества известны своей долговременной стойкостью и токсичными свойствами. На частицах микропластика из песчаных проб Оби в низких концентрациях были обнаружены пестициды γ-ГХГ, 4,4-ДДТ и 4,4-ДДЭ. Больше всего было ПХБ (опасных веществ, с помощью которых изготавливают конденсаторы, бытовую химию, пластмассу, смазочные масла). Интересно, что максимальный уровень органических загрязнителей был выявлен в пляжных песках наиболее удаленного от города участка.
«Стойкие органические загрязнители — это вещества первого класса опасности с доказанной токсичностью, они запрещены уже больше 20 лет, однако до сих пор циркулируют в среде. Например, известный пестицид ДДТ, который применялся в 1990-е годы, его давно не производят, но он обнаруживается во многих местах мира. Раньше эти вещества использовались преимущественно в сельском хозяйстве, чтобы бороться с нежелательными организмами, вредителями. Кроме того, они помогали в борьбе с переносчиками заболеваний. Например, ДДТ повлиял на предотвращение эпидемий малярии и сыпного тифа в некоторых странах. Однако со временем стало понятно, что эти средства плохо разрушаются и накапливаются в окружающей среде», — сказала Юлия Франк.
Дальше исследователи планируют изучать источники попадания микропластика в воду. Специалисты будут оценивать вклад от очистных сооружений разных городов, а также хотят уделить внимание пищевой безопасности, развивать методы, которые позволят оценивать количество микро- и нанопластика в мышцах рыб. Сейчас ученые тестируют методологию оценивания наличия пластика в съедобных частях рыбы.
Полина Щербакова
Изображения предоставлены исследователями, фото Ольги Ивановой