Ученые обнаружили «пропавший» пластик глубоко в океане
Около 51 триллиона микропластиков плавает в поверхностных водах океанов по всему миру. Эти крошечные фрагменты (менее 5 миллиметров в длину), происходящие из различных видов пластика, загрязняют естественные экосистемы. Сотни исследований изучали пластиковый мусор на поверхности или вблизи поверхности океана. Однако эти исследования лишь «царапают поверхность» и не дают полной инвентаризации того, что скрывается под ней.
Исследование, проведенное Атлантическим университетом Флориды, впервые выявило распространенность пластика во всей водной толще прибрежной зоны накопления пластика в южной части Атлантического океана и указывает на то, что внутренняя часть океана является важным резервуаром «недостающего» пластика.
Результаты, опубликованные в журнале Биология глобальных изменений, продемонстрировать, что мелкие микропластики имеют решающее значение, малоизучены и являются неотъемлемой частью запасов пластика в океане. Кроме того, результаты показывают, что слабые системы океанских течений способствуют образованию небольших горячих точек микропластика на глубине, что свидетельствует о более высокой частоте столкновений с подповерхностными питателями частиц, такими как зоопланктон.
«Наше исследование подчеркивает необходимость более детальной количественной оценки глубоководного микропластика, особенно фракции меньшего размера, чтобы лучше понять воздействие на экосистему и предсказать судьбу и последствия этого микропластика», — сказала Трейси Минсер, доктор философии, старший автор. и доцент биологии в Океанографическом институте FAU Harbour Branch и FAU Harriet L. Wilkes Honors College.
Чтобы получить лучшее механистическое понимание того, как пластик опускается с поверхности океана за пределы смешанного слоя и, в конечном итоге, в бездонные глубины океана, исследователи взяли пробы пластиковых частиц в южноатлантическом субтропическом круговороте, используя на месте крупнообъемная фильтрация, отбор проб Manta net и MultiNet в сочетании с микро-ИК-визуализацией с преобразованием Фурье.
Они обнаружили, что обилие и характер распределения мелкого микропластика различаются географически и по вертикали из-за разнообразных и сложных процессов перераспределения, взаимодействующих с различными пластиковыми частицами. Они также наблюдали большие горизонтальные и вертикальные колебания содержания мелкого микропластика, в некоторых случаях демонстрируя обратные вертикальные тенденции. Обилие мелкого микропластика в пробах с насосом было более чем на два порядка выше, чем количество крупного микропластика, одновременно собранного в пробах MultiNet.
«Мелкий микропластик отличается от крупного микропластика своим высоким поведением, химической природой, стадиями выветривания при транспортировке, взаимодействием с окружающей средой, биодоступностью и эффективностью высвобождения пластиковых добавок», — сказал Шие Чжао, доктор философии, первый автор и исследователь. постдокторант в FAU Harbour Branch. «Эти отличительные характеристики влияют на их экологическую судьбу и потенциальное воздействие на морские экосистемы».
Полимеры с более высокой плотностью, такие как алкидные смолы, используемые в большинстве коммерческих покрытий на масляной основе, таких как краски для корпусов кораблей и полиамид, обычно используемые в текстильных изделиях, таких как одежда, веревки и рыболовные сети, составили более 65 процентов от общего количества образцов насосов в исследовании. учиться. Этот вывод подчеркивает несоответствие между полимерными составами из предыдущих исследований на поверхности океана, в которых обычно преобладают плавучие полимеры, такие как полиэтилен, используемый для упаковочной пленки и пакетов для продуктов, и полипропилен, используемый для пластиковых контейнеров и многоразовых бутылок для воды.
По сравнению с крупным микропластиком, собранным сеткой, мелкие частицы микропластика более сильно окисляются и, по-видимому, дольше находятся в толще воды, что свидетельствует о повышенных рисках для здоровья морской экосистемы из-за возможного биопоглощения пластиковых частиц и связанных с ними химических веществ и потенциального воздействия на глобальные биогеохимические циклы. .
«Поскольку пластиковые частицы распадаются на более мелкие фракции, они могут стать опасными различными и непредсказуемыми способами, которые только сейчас начинают понимать», — сказал Минсер. «Эти микропластики микронного размера могут перемещаться по эпителию кишечника, попадать в ловушку биомассы и потенциально могут передаваться через морские пищевые сети, создавая неизвестный экологический риск и биогеохимические воздействия».
По мере расширения масштабов коммерческого рыболовства для добычи морских видов для потребления человеком, исследователи говорят, что срочно необходимы исследования, посвященные проглатыванию микропластика меньшего размера, чтобы оценить степень загрязнения биомассы пластиком.
Комбинированная процедура анализа, использованная Минсером, Чжао и сотрудниками из Королевского института морских исследований Нидерландов и Океанографического института Вудс-Хоул, позволила получить более полное представление о распределении, количестве, размерах и химической природе пластиковых частиц внутри океанского круговорота.
Соавторами исследования являются Эрик Р. Зеттлер, доктор философии, микробный эколог из Королевского института морских исследований Нидерландов; Райан П. Бос, MS, доктор философии. студент портового отделения FAU; Пейген Лин, доктор философии, научный сотрудник Океанографического института Вудс-Хоул; и Линда А. Амарал-Зеттлер, доктор философии, морской микробиолог и профессор Королевского института морских исследований Нидерландов.
Эта работа была поддержана стартовыми фондами Королевского института морских исследований Нидерландов для финансирования экспедиции. Средства для этого исследования были предоставлены Программой преподавателей и ученых мирового класса FAU, присужденной Минсеру; грант NOAA для морского мусора (NA17NOS9990024), предоставленный Amaral-Zettler and Mincer; и Американский химический совет присудил Амарал-Цеттлер, Зеттлер и Минсер.