Исследование, проведённое международной группой учёных, выявило значительное распространение нанопластика в водах Северной Атлантики. Эти частицы — менее одного микрометра в размере — оказались повсеместно присутствующими на всём исследованном протяжении, от поверхностных слоёв до глубин океана.
Учёные из Центра экологических исследований Гельмгольца (UFZ), Утрехтского университета и Королевского нидерландского института морских исследований провели детальный анализ, чтобы количественно оценить содержание нанопластика между субтропическими и умеренными зонами Северной Атлантики. В пресс-релизе UFZ подчёркивается, что загрязнение пластиком в морской среде давно признано распространённым явлением, однако основное внимание уделялось макропластику и микропластику.
— В отличие от них, нанопластик (<1 μм) оставался практически неучтённым, что создавало пробелы в нашем понимании его роли в общем балансе пластикового загрязнения, — отметили авторы исследования.
Они пришли к выводу, что нанопластики могут составлять доминирующую часть этого загрязнения.
Нанопластики представляют особую угрозу для морских организмов: более крупные животные могут запутаться в пластиковых отходах, а мелкие частицы нередко проглатываются, поскольку их принимают за пищу. Пластик, попавший внутрь, способен травмировать или блокировать желудочно-кишечный тракт, а самые мелкие частицы могут проникать в кровь через стенки кишечника.
До сих пор подробных количественных данных по нанопластикам в океанах практически не существовало. Учёные указывали на сложность их анализа: крайне малый размер, химическая изменчивость и трудности распознавания на фоне других частиц в окружающей среде.
В рамках экспедиции на исследовательском судне RV Pelagia в 2020 году команда UFZ и Утрехтского университета собрала пробы вдоль маршрута от континентального шельфа Европы до субтропического круговорота Северной Атлантики. Забор проб проводили в трёх слоях: примерно на 10 метрах от поверхности, на глубине около 1000 метров и в 30 метрах над морским дном.
Как объяснил ведущий автор исследования доктор Душан Материч, благодаря таким замерам удалось сделать выводы о вертикальном и горизонтальном распределении нанопластика в Северной Атлантике. Методика, разработанная им в Утрехтском университете, позволила анализировать органические следовые газы с помощью термической десорбции и масс-спектрометрии. При нагреве пластик выделял газы, которые удавалось точно идентифицировать и количественно оценить, поскольку каждый полимер обладает уникальным химическим «отпечатком».
Нанопластики обнаруживались на всех глубинах и во всех 12 точках отбора проб.
— Они присутствуют в таких количествах повсеместно, что игнорировать их значение для экологии уже невозможно, — подчеркнул Материч.
Наиболее часто фиксировались частицы полиэтилентерефталата (PET), поливинилхлорида (PVC) и полистирола (PS) — материалов, применяемых при производстве бутылок, стаканчиков, одноразовой посуды и плёнки. Эти виды пластика особенно заметны в верхнем слое океана. Материч пояснил, что причиной такого распределения служат как перенос из атмосферы через поверхность моря, так и значительные поступления с речными эстуариями.
В промежуточном слое океана преобладали частицы PET. При этом в субтропическом круговороте Северной Атлантики фиксировались более высокие концентрации нанопластиков, что связывают с известным накоплением микропластика на поверхности в этом районе. Наименьшие концентрации нанопластика наблюдались у морского дна, однако даже там — на глубинах более 4500 метров — PET обнаруживался во всех точках. По мнению исследователей, эти частицы, вероятно, происходят от фрагментации синтетических волокон одежды, хотя не исключены и другие, пока неизвестные источники.
Материч отмечает, что законы физики для столь малых частиц часто отличаются от тех, что применимы к более крупным загрязнителям. Удивительно, но в пробах не нашли ни полипропилена (PP), ни полиэтилена (PE) — несмотря на их распространённость в упаковке и пластиковых пакетах.
Общие запасы нанопластика в верхних 200 метрах Северной Атлантики между умеренными и субтропическими широтами оцениваются примерно в 27 миллионов тонн. По словам Материча, это сопоставимо по массе с предыдущими оценками общего содержания макро- и микропластика во всём Атлантическом океане. Он напомнил, что всего несколько лет назад учёные ещё спорили о самом существовании нанопластика, считая его термодинамически маловероятным из-за высокой энергии, требующейся для образования таких частиц.
— Наши результаты показывают, что по массе нанопластик сравним с макро- и микропластиком — по крайней мере, в этой океанической системе, — заключил он.
Результаты исследования под названием «Nanoplastic concentrations across the North Atlantic» опубликованы в журнале Nature.