Проблема микропластикового загрязнения

Загрязнение микропластиком стало одной из самых острых экологических проблем современности. Согласно докладу Программы ООН по охране окружающей среды 2015 года, микропластик – это синтетические твердые материалы из различных видов полимеров и химикатов, нерастворимые в воде и имеющие размер менее 5 мм. Они попадают в окружающую среду из пластикового мусора, при технологических потерях при производстве пластика, а также из косметики, при стирке синтетических тканей и во время стирания автомобильных шин..В воде микропластик может действовать как адсорбент, который «захватывает» бактерии и различные виды загрязнителей. Имея маленький удельный вес, частицы попадают в пищевые цепочки рыб и птиц и затем – в пищевую цепочку человека.

Главным переносчиком микропластикаявляются реки. С речным стоком в Мировой океан попадают десятки тысяч тонн микропластика в год, что составляет 65-90% от его общего годового поступления в океан. Загрязнение речной воды микропластиком носит не только точечный характер, но и диффузный: частицы поступают в реку, как со сточными водами, так и в результате смыва с водосбора.

История исследования проблемы Фондом« Без рек как без рук»

В России тема микропластика пока очень мало изучена. Фонд «Без рек как без рук» с 2018 года реализует комплексную программу изучения присутствия микропластика в реках России, которая является одним из первых экопроектов подобного рода.Программа Фонда предусматривает проведение исследований крупных, средних и малых рек, в первую очередь, в наиболее густонаселенных регионах страны, а также анализ источников микропластика в воде и рекомендации по уменьшению/устранению загрязнения.

В рамках реализации программы впервые в нашей стране было создано специальное оборудование для выявления микропластика в воде, а также разработана первая научно обоснованная методика исследования речных вод по этому показателю.

В проводимых исследованиях используется метод отбора проб на содержание микропластика в приповерхностом слое воды. Этот метод применяется в связи с тем, что, благодаря своей низкой плотности,микропластик, поступая в реку, транспортируется преимущественно в поверхностном слое потока, а на глубине концентрация полимерных частицы близка к нулевой.

В 2019 г Фондом были организованы экспедиции на реках Дон и Ока, Можайскому и Цимлянскому водохранилищам.В 2020г исследования были проведены на Волге на всем ее протяжении (3500км), от верховьев до дельты. Результаты исследований подтвердили крайнюю серьезность этой экологической проблемы: микропластик был выявлен во всех проанализированных пробах воды.

Так, исследования на Оке (в пределах Московской области) выявили среднее содержание микропластика около 0.5 частиц на куб.м, при этом максимальный уровень зафиксирован в месте впадения р. Москва - свыше 1 частицы на куб. м, что соответствует примерно 10 тоннам пластика в год. Данные, полученные на Можайском водохранилище (среднее содержание микропластика 0.04 частиц на куб.м, максимальное - 0.09 частиц на куб.м), как водоеме с незначительной антропогенной нагрузкой, использовались для определения среднего фонового загрязнения микропластиком при оценке состояния других водных объектов на территории России.

На Дону исследования были проведены в его верхнем, среднем и нижнем течении. Самое низкая концентрация микропластика была выявлена в Цимлянском водохранилище - среднее содержание микропластикатам составило около 0.07 частиц на куб. м (условно чистая вода).Условия водохранилища способствуют быстрому биообрастанию частиц микропластика и их оседанию на дно. Крайне тревожная ситуация и высокое содержание микропластика были выявлены на Дону в районе г. Воронеж: ниже р. Песчаный Лог (это место сброса очищенных стоков Правобережных Очистных Сооружений г. Воронежа) обнаружено катастрофическое загрязнение: до 400 частиц в куб.м (при этом среднее содержание микропластика в реке Дон выше г. Воронеж менее 0.1 частиц на куб. м). Это в тысячи раз превышает средний уровень загрязнений и эквивалентно нескольким сотням тоннмикропластика попадающим в реку Дон ежегодно.

Первые масштабные исследования микропластика в р. Волга

Наиболее подробное исследование речной воды на содержание микропластика, позволяющее проследить особенности егораспространения в речной воде, было проведено Фондом «Без рек как без рук» совместно со специалистами кафедры гидрологии суши Географического факультета МГУ им. Ломоносова в 2020г. на крупнейшей реке Европы – Волге. Отобрано 34 пробы выше и ниже по течению от крупных городов. В сводной табл. 1 (в приложении) приведены полные результаты анализа проб. Частицы микропластика были обнаружены во всех пробах. Анализ 34 проб воды позволил определить среднюю концентрацию микропластика в Волге, равную 0.901 частиц на куб. м. Максимальное содержание микропластика зафиксировано ниже по течению от очистных сооружений крупных городов: для г. Казань это значение составляет 4.100 частиц на куб.м, г. Тверь – 3.769 частиц на куб.м. Минимальные концентрации микропластика фиксировались выше по течению от крупных городов и, в целом, держались на уровне 0.25 частиц на куб.м.При этом даже в самых верховьях реки, в малонаселенных районах, в каждых 4 куб.м воды содержится, в среднем, 1 частица микропластика. Это позволяет сделать вывод, что в р. Волга существует фоновое загрязнение микропластиком. Одни из наиболее низких концентраций получены в нижних бьефах водохранилищ (0.16 частиц на куб.м ниже Чебоксарского водохранилища), что является следствием падения скоростей течения, приводящего к осаждению и аккумуляции частиц микропластика в донных отложениях волжских водохранилищ.

Для большинства городов отмечается существенный рост содержания микропластика. Так, ниже Твери концентрации возрастают в более чем 21 раз относительно пробы воды, отобранной выше по течению – от 0.193 шт./м³ до 4.100 шт./м³, ниже Волгограда – более чем в 7 раз (от 0.184 шт./м³ до 1.344 шт./м³), ниже Чебоксар – в 4 раза (от 0.156 шт./м³ до 0.655 шт./м³), ниже Нижнего Новгорода – почти в 3 раза (от 0.695 шт./м³ до 1.907 шт./м³. Стоит отметить, что при сопоставимых концентрациях микропластика выше Чебоксар и Казани - 0.156 шт./м³ и 0.193 шт./м³ соответственно, концентрации ниже Казани возрастают в 21, тогда как ниже Чебоксар – всего в 4 раза. Подобные различия могут объясняться не только размером города и подводным выпуском сточных вод, но также и недавно внедренной на очистных сооружениях технологией фильтрации очищенных сточных вод.Такое изменение уровней содержания микропластика в воде выше и ниже городов свидетельствует об определяющем вкладе коммунальных и промышленных стоков, поступающих из очистных сооружений.

Что касается фракционного состава микропластика в р. Волга, в каждой из исследуемых проб обнаружены частицы всех трех определяемых фракций – фрагменты, волокна, пленки, однако, их соотношение непостоянно. Проведение химического анализа обнаруженных частиц микропластика показало, что более 90% проанализированных частиц являются либо полиэтиленовыми, либо полипропиленовыми. Данные материалы, вероятнее всего, попадают в речную воду с бытовыми пластиковыми отходами.

Свидетельства влияния микропластиковых загрязнений на фауну

О тревожной ситуации на Волге, связанной с наличием микропластика в речной воде, свидетельствуют не только проведенные Фондом исследования на Волге, но и полученные в последние годы учеными-биологами из Астраханского государственного заповедника данные о наличии микропластика во множестве погибших организмов, обитающих в дельте Волги. Согласно этим материалам, в 2015-2020гг. частицы микропластика регулярно обнаруживали не только в планктоне, но и в пищеварительных трактах позвоночных животных – различных видов птиц (чайки, бакланы, вороны и др.), а также у енотовидных собак. Доля животных, у которых в ЖКТ были выявлены частицы микропластика, составляла от 9 до 57 % в зависимости от вида. Более подробная информация об этих исследованиях содержится в прилагаемой статье специалистов Астраханского заповедника.

Текущая деятельность Фонда

В настоящее время готовится к публикации научная статья, написанная специалистами Фонда и Географического факультета МГУ, где данные исследования микропластика на Волге представлены более подробно. Фонд «Без рек как без рук» планирует провести в 2021г повторные исследования в ряде городов на р. Волга, на также исследования в устьевых участках рек севера Европейской части России – Северной Двины и Онеги. Результаты всех проведенных и запланированных исследований станут основой для создания шкалы загрязнений микропластиком и позволят определить фоновый и максимально допустимый уровниего содержания.

Данные международных исследований микропластика в реках

Выявленные показатели концентрации микропластика в реках России сопоставимы с данными исследований на реках других стран. Содержание микропластика в воде Волги оказалось меньше, чем в Рейне (до 11,1 шт./м³), Эльбе (от 0,88 шт./м³до 13,2 шт./м³), Дунае (0,317 до 14,2 шт./м³), Темзе (до 24,8 шт./м³). На некоторых реках мира выявлено крайне высокое загрязнение микропластиком: концентрации микропластика на р. Гудзон (США) оценивается в сотни частиц в 1 кубометре, а в месте впадения р. Ханьшуй в р. Янцзы (Китай) - в тысячи частиц. При этом, безусловно, рассматриваемые характеристики сильно зависят от методов и положения мест отбора относительно крупных населенных пунктов, разных систем очистных сооружений, фазы водного режима, наличия водохранилищ и других факторов.

Предлагаемые пути решения проблемы микропластика

Проведенные Фондом «Без рек как без рук» исследования показывают серьезность проблемы загрязнения вод России микропластиком. В связи с этим, эксперты Фонда считают необходимым принятие конкретных мер, которые способствовали бы сокращению микропластикового загрязнения речных вод. Среди возможных путей решения проблемы чаще всего называют сокращение потребления пластика в быту, применение новейших технологий переработки пластиковых отходов, более тщательная очистка вод на очистных сооружениях, более жесткий контроль за сбросами промышленных предприятий, а также переход на использование биоразлагаемого пластика, основу которого составляют растительные компоненты (например, крахмал и целлюлоза).

Поскольку сточные воды являются одним из ключевых источников попадания микропластика в реки, что показывают как зарубежные научные работы, так и проведенные Фондом исследования на Волге и Дону, одним из методов борьбы с загрязнением речной воды микропластиком является установка фильтров дополнительной очистки на городских очистных сооружениях. Современные системы финишной фильтрации удерживают частицы от 10 мкм. Для эффективного удаления микропластика достаточно делать фильтрацию 100 мкм.Другим биологическим методом, применяемым на некоторых станциях очистки с целью удаления из водной среды микропластика, является технология активного ила. Результаты исследований, проводившихся для очистных сооружений в Амстердаме и в китайской провинции Ухань, показали, что используемые методы позволяют удалить из сточных вод около 70% микропластика.

Однако, эти меры не смогут в полной мере быть реализованы и не принесут ожидаемого результата без нормативно-правового обеспечения контроля за загрязнением микропластиком. В мире нет устойчивой практики нормирования и регулирования содержания микропластика. Также не существует и общепринятых нормативов, регламентирующих предельно допустимые концентрации микропластика в речной воде. Поэтому у Российской Федерации есть все шансы стать лидером в законодательном обеспечении такого природоохранного аспекта, как контроль за загрязнением микропластиком.

В связи с вышесказаннымФонд «Без рек как без рук» выступает с инициативой о включении микропластика в перечень загрязняющих веществ, подлежащий нормированию и разработке мер контроля за содержанием микропластика в пресноводных водоемах. Специалисты Фонда готовы к взаимодействию с экспертами Росприроднадзора, Федерального агентства водных ресурсов, Министерства природных ресурсов и экологии РФ по вопросам разработки соответствующих мер.