Участники консорциума «Микропластик в окружающей среде» – Томский государственный университет, Иркутский госуниверситет, Институт географии (Иркутск) – провели первое в истории масштабное комплексное исследование самого чистого озера планеты – Байкала – на загрязнение микропластиком. Исследователи установили, что главным накопителем синтетических частиц является нижняя кромка льда. Именно под ней зимой обитают науплии (личинки) знаменитого рачка эпишуры – главного фильтратора, от которого зависит чистота Байкала. Результаты исследований опубликованы в высокорейтинговом научном журнале Environments (Q1).
– До недавнего времени изучение микропластика в Байкале носило фрагментарный характер. В основном исследовалась вода с поверхности в летний период, что давало представление лишь о «верхушке айсберга», – говорит одна из авторов статьи, директор Центра исследования микропластика в окружающей среде ТГУ Юлия Франк. – Чтобы получить общую картину загрязнения, большая научная группа, в которую вошли сотрудники семи организаций, провели комплексное междисциплинарное исследование байкальской бухты Большие Коты. Это место уникально тем, что, несмотря на отсутствие автомобильных дорог, оно испытывает нагрузку от водного транспорта и туризма.
Ученые проверили на микропластик поверхностные воды, толщу воды, донные отложения, макрофиты, макробеспозвоночных и рыб, а также лед и снег в зимний период. Результаты анализа показали, что в определенных локациях наблюдаются высокие концентрации частиц микропластика. В некоторых случаях это было обусловлено свойствами или характеристиками этих локаций, например, у кромки воды, в то время как в других – локальным загрязнением (районы пирсов и стоянок судов).
Ученый ИГУ Софья Бирицикая и ученый ТГУ Светлана Воробьева
Фото из архива БИ ТГУ
Среди полимерных частиц ученые выявили как распространенные типы – полипропилен, полиэтилентерефталат, полистирол, полиэтилен, поливинилхлорид, так и редкие – поливиниловый спирт и алкидные смолы. Алкидные смолы – основной компонент современных судовых красок. Их высокая концентрация в донных отложениях залива Большие Коты прямо указывает на источник загрязнения: это частицы лакокрасочного покрытия, которые откалываются от бортов теплоходов и катеров. Так микропластик становится «химическим отпечатком» присутствия человека даже в труднодоступных районах.
– Исследование показало, что лед и снег работают как гигантские концентраторы загрязнения, – говорит младший научный сотрудник лаборатории общей гидробиологии ИГУ Дмитрий Карнаухов. – Снег собирает пластиковую пыль, принесенную ветром, а лед буквально «вмораживает» в себя частицы из воды. Самая высокая концентрация частиц МП отмечена на нижней кромке льда. Оказалось, что именно здесь, на границе замерзшей воды, содержание МП выше, чем в открытой воде. Вблизи этого слоя зимой отмечаются значительные концентрации науплий (личинок) знаменитого рачка Epischura baikalensis – главного фильтратора Байкала. Прозрачность воды в озере достигает 40 метров, в том числе благодаря этим рачкам.
Авторы статьи отмечают, что эти крошечные существа составляют до 100 процентов сообщества под ледяным покровом. Если они начнут массово заглатывать микропластик вместо пищи, будут последствия. Этот аспект требует дополнительного изучения. Но уже очевидно, что МП встраивается в пищевую пирамиду Байкала.
Ученые выяснили, что важную роль в процессе накопления микропластика играют водные растения. Микропластик «налипает» на макрофиты, особенно на те виды, которые имеют слизистые оболочки. Брюхоногие моллюски и рачки-амфиподы, поедая эти растения, могут невольно поглощать и синтетические частицы.
Рыбы, находящиеся на вершине пищевой пирамиды, аккумулируют частицы, съеденные их жертвами. Причем, в данном исследовании у одной из отловленных придонных рыб концентрация пластика оказалась значительной.
Вклад ученых ТГУ в это исследование заключается в обработке ряда проб, в том числе уникальных рачков, и разработке методики выделения и подсчета МП из биологических матриц. Методика разработана и запатентована биологами ТГУ. На этапе реализации проекта иркутские специалисты освоили ее на базе Центра исследования микропластика в окружающей среде ТГУ.
– В сравнении с другими крупными водоемами мира, Байкал все еще остается относительно чистым, – говорит Юлия Франк. – В американских Великих озерах находят до 100 000 частиц на куб.м, в озерах Алтая – до 11 000, для озера Ревалсар (Индия) показатель – 130 000 частиц на куб.м. Хотя сравнительные оценки очень затруднены из-за различий в применяемой методологии.
Исследование байкальских моллюсков
Фото из архива БИ ТГУ
Главная проблема микропластика – это его долговечность. Потенциальную опасность с точки зрения экотоксикологии представляет период весеннего таяния льда. Весь пластик, накопленный в снегу и льду за долгую сибирскую зиму, весной одномоментно попадает в приповерхностный слой воды. Этот «залповый выброс» происходит как раз в тот момент, когда жизнь в Байкале пробуждается и личинки рыб и рачков начинают активно питаться.
Исследования группы ученых подтверждают – Байкалу необходим долгосрочный и систематический мониторинг микропластика по всем «матрицам», от льда до биоты.
Для справки: В 2021 году Томский государственный университет инициировал создание консорциума, который активизировал изучение миграции микропластика в реках и морях и его транспорт в мировой океан. Наряду с этим участники консорциума исследуют распространенность синтетических микрочастиц в атмосфере и во всех экосистемах, включая живые организмы. Накопленные знания помогут оценить влияние микропластика на природные объекты и разработать способы предотвращения загрязнения и снижения его концентрации в окружающей среде.