https://www.dia-m.ru/catalog/reactive/?utm_source=biomol&utm_campaign=up-baner#reactive-order
Подписаться
Биомолекула

А ты такой холодный, как... пластик в океане

А ты такой холодный, как... пластик в океане

  • 1410
  • 0,6
  • 1
  • 4
Добавить в избранное print
Новость

Океанические мусорные «конгломераты». Состоят из пластмассовых изделий и их фрагментов, обрывков полиамидных сетей и канатов и вообще всего, что производит человек и плохо едят микробы.

Ray Boland (по лицензии CC BY 2.0).

Многие знают, что океан загрязняется пластиковыми отходами, но непонятно, какая это часть от всего объема производимого в мире пластика. Из 275 млн тонн произведенного в 2010 году пластика от 5 до 13 млн тонн попало в океан (1,8–4,7%). Опасность пластика заключается в том, что он со временем разрушается на мелкие частички, которые могут поглощаться морскими беспозвоночными. А тут, в пищевой цепи, и до нас недалеко. В начале 2015 года «многопрофильный» коллектив исследователей разработал математическую модель, прогнозирующую наше будущее к 2025 году, и дал рекомендации «чистого» развития.

Все чаще и чаще мы слышим призывы к переработке мусора вместо его захоронения, проводятся акции по сбору вторсырья (но к нам же это не относится!). Тем не менее люди, которые всерьез занялись раздельным сбором отходов, поняли, что надо заводить дома отнюдь не четыре мусорных ведра (для бумаги, стекла, пластика и пищевых отходов), а немного больше. Дело в том, что пластик бывает разный. Наверняка каждый из вас видел треугольные значки из стрелочек, показывающих, что этот пластик можно переработать. Но только самые внимательные видели там и буквы (рис. 1).

Тайный код пластмасс

Рисунок 1. Тайный код пластмасс. Теперь вы можете узнать, из чего сделана ваша бутылочка для воды.

Пластические массы — это всевозможные полимеры. Полимеры известны с 1855 года как чисто природные соединения (каучук). Потом они стали полуприродными (нитроцеллюлоза), а теперь и вовсе полностью синтетическими. В качестве исходного сырья используют вещества, выделяемые из угля, нефти или природного газа, подвергая их реакциям полимеризации или поликонденсации. Отличие поликонденсации в том, что реакцию сопровождает выделение воды или другого низкомолекулярного (не полимерного) продукта. В название вещества включают приставку поли-, что значит «много». Как видно из таблицы на рисунке 1, в основном пластмассы строятся из этилена, пропилена и стирола.

Опасность пластика в океане в том, что под действием солнечного света пластик не разлагается, как при биодеградации, а лишь распадается, сохраняя полимерную структуру. Частички размером менее 5×5 мм, образующиеся при фотодеградации, принимаются морскими обитателями за представителей планктона: одно- и многоклеточных водорослей, животных и простейших, — а поэтому поглощаются, но не перевариваются (рис. 2). Полиэтиленовые пакеты очень напоминают медуз, а с определенной высоты — и рыб. Морские птицы, летая над водой, могут принять блестящий кусочек полиэтиленового пакета за рыбку и попытаться съесть его.

Черепаха ест пластик

Рисунок 2. Черепаха, перепутавшая пластиковый пакет с едой.

Интересная особенность миграции пластикового мусора в океане — наличие течений, подобно водовороту концентрирующих пластик в крупные скопления. Так возникли: Большое тихоокеанское мусорное пятно (Восточный мусорный континент (Eastern garbage patch), или Тихоокеанский «мусороворот» (Pacific trash vortex)), Северо-Атлантическое мусорное пятно (North Atlantic garbage patch) и мусорное пятно в Индийском океане (Indian Ocean garbage patch) (рис. 3). На заглавной картинке можно оценить «красоту» водной глади в пределах этих пятен с точки зрения подводного жителя.

Большое тихоокеанское мусорное пятно

Рисунок 3. Большое тихоокеанское мусорное пятно — гигантская «ловушка» для антропогенного мусора, поддерживаемая и пополняемая специфическими течениями.

Ученые из США и Австралии проанализировали статистику по 192 прибрежным государствам и создали модель прироста объема пластика в океане [2]. Модель учитывает:

  • количество мусора, приходящегося на душу населения в год (с учетом демографических тенденций);
  • процент пластика в этом мусоре;
  • процент пластика, уходящий из-под контроля.

Поскольку авторы хотят предсказать количество выброшенного пластика в будущем, но не могут предвидеть очередную технологическую революцию, модель учитывает обычное развитие технологий (business-as-usual scenario).

Согласно модели, пять главных стран, загрязняющих Мировой океан, — это Китай, Индонезия, Филиппины, Вьетнам и Шри-Ланка (рис. 4). Первую двадцатку, ответственную за производство 83% пластикового мусора, замыкают США. Среди этих двадцати стран США — единственная страна с высоким уровнем дохода, 16 стран — со средним доходом и быстрым экономическим ростом, с чем, вероятно, и связано сильное загрязнение: скорость развития системы утилизации отходов отстает от скорости развития производства.

Загрязнение Мирового океана пластмассой

Рисунок 4. Карта, иллюстрирующая вклад разных прибрежных государств в загрязнение Мирового океана пластмассой. Страны закрашены в соответствии с массой пластиковых отходов (в миллионах тонн), потенциально сбрасываемых в океан гражданами, живущими в 50 километрах от берега в 2010 году. Страны, не вошедшие в исследование, показаны белым.

К 2025 году масса выброшенного пластика возрастет в 10 раз. Чтобы избежать подобной ситуации, авторы предлагают два пути:

  1. Усовершенствовать утилизацию пластиковых отходов и уменьшить их потерю на 50% в странах «топ-20» (ибо большая часть «потерянного» мусора так или иначе попадает в океан). Тогда к 2025 году количество пластикового мусора уменьшится на 41%. Минус этой стратегии — дороговизна, так как необходимы инвестиции в мусороперерабатывающую отрасль стран с низким и средним доходом.
  2. Уменьшить количество производимого мусора на душу населения и количество используемого пластика. Это позволит снизить количество пластикового мусора к 2025 году на 26%. Такой подход требует меньших капиталовложений и нацелен в основном на развитые страны.

Одновременное использование обеих стратегий в десяти странах-«лидерах» позволит уменьшить океанический пластик на 77%.

В заключение хочу сказать, что в нашей стране есть пластикоперерабатывающие заводы. Из 25 переработанных пластиковых бутылок можно сделать один флисовый пиджак, а утилизация одной пластиковой бутылки высвобождает энергию, достаточную для того, чтобы зажечь 60-ваттную лампочку и продержать ее горящей в течение 6 часов. Невозможно не пользоваться пластиком, просто надо делать это разумно.

В статье не затрагивается вопрос очищения биосферы от пластика, а между тем это важная отрасль деятельности человека. И хотя существуют плавучие приспособления по сбору мусора в океане и, возможно, появятся целые мусороперерабатывающие заводы, курсирующие в нейтральных водах, важное место в переработке мусора должна занять биотехнология. Так, уже сегодня разливы нефти и других сильных загрязнителей устраняют с помощью специальных штаммов бактерий, созданных для ремедиации почв: «Бактерии—нефтедеструкторы для биоремедиации супесчаных почв Воронежской области» [2]. Кроме того, занятно, что пластик, исходно считавшийся небиоразлагаемым, таки потребляется в пищу недавно обнаруженными в Мировом океане бактериями: «Пластик на завтрак» [3]. В будущем данное обстоятельство наверняка будет использовано для борьбы с пластиковым загрязнением океанов: это может быть как создание специальных штаммов, которые питаются конкретными видами отходов, так и создание новых разновидностей пластмасс, которые разлагаются в биосфере за известное время.

Литература

  1. Jenna R. Jambeck, Roland Geyer, Chris Wilcox, Theodore R. Siegler, Miriam Perryman, et. al.. (2015). Plastic waste inputs from land into the ocean. Science. 347, 768-771;
  2. Бактерии-нефтедеструкторы для биоремедиации супесчаных почв Воронежской области;
  3. Пластик на завтрак.

Комментарии