Прибойная зона пляжей «расскажет» о загрязненности побережья пластиковым мусором

Ученые выяснили, что оценивать уровень пластикового загрязнения пляжей наиболее корректно по тому, сколько мусора содержится в песках прибойной зоны. Здесь количество пластика остается практически постоянным вне зависимости от сезона и погоды, в частности, от силы ветра и высоты волн. Так происходит потому, что волны непрерывно перемешивают песок, и мусор распределяется в нем равномерно. Благодаря этому в прибойной зоне можно проводить многолетние наблюдения за тем, как меняется загрязненность побережья. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Marine Pollution Bulletin.

Пластиковый мусор, в том числе микропластик — частицы размером менее пяти миллиметров, — повсеместно встречается в морях и океанах. Однако он распределяется в водной среде неравномерно: где-то его накапливается больше, где-то меньше. На загрязненность влияет расположение источников пластикового мусора, течения и ветры, а также свойства самого материала (его плотность, форма, размер, способность фрагментироваться на более мелкие частицы). В результате сложно оценивать уровень пластикового загрязнения прибрежных вод и пляжей, особенно его изменение в долгосрочной перспективе. При этом исследования показывают, что, например, пески пляжа в прибойной зоне (зоне заплеска волн шириной примерно от 1 до 5 метров) всегда хорошо сортированы. Поэтому, предположительно, постоянная динамика волн может способствовать и сортировке пластикового мусора на побережье.

Ученые из Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН (Москва) в течение 14 месяцев в 2019–2021 годах отслеживали, как меняется содержание пластикового мусора на шести локациях вдоль побережья Вислинской косы Балтийского моря, хорошо известной как своими широкими песчаными пляжами, так и разнообразием волнового режима. Всего авторы отобрали 175 проб песка из зоны текущего заплеска волн.

Собранные образцы исследователи высушили и взвесили, после чего просеяли через сито, чтобы отделить песок от мусора. Всего авторы обнаружили 10 696 частиц пластика, 97% из которых имели размер меньше пяти миллиметров, а потому были отнесены к микропластику. В среднем на всех исследованных локациях вне зависимости от сезона в каждом килограмме песка оказывалось около 78 частиц микропластика. При этом большинство из них (98,6%) имели форму тонких нитей, а оставшиеся представляли собой фрагменты иной формы.

Сравнение образцов с разных участков Вислинской косы показало, что число частиц микропластика не зависит от свойств песка, в частности, от размера песчинок. Кроме того, исследователи не выявили связи между количеством пластикового мусора в песке и скоростью ветра, а также высотой волн, накатывающих на берег. Это показывает, что загрязнение в выбранной для наблюдений зоне действительно практически не подвержено действию переменных факторов, которые могут исказить его оценку.

«Наши наблюдения показали, что содержание микропластика в прибойной зоне остается практически постоянным в течение года, несмотря на то, что внешние условия меняются очень заметно: от смены сезонов до чередования периодов штормов и штилей. Набегающие волны перемешивают верхний слой песка каждые 5–10 секунд, естественным образом "усредняя" картину загрязнения. Этот эффект удобно использовать для мониторинга долговременных изменений общего уровня пластикового загрязнения. В дальнейшем мы планируем связать размер удерживаемых частиц пластика с характером поверхности пляжа в зоне заплеска, что позволит распространить предлагаемый метод мониторинга на пляжи других типов (например, с мелким песком или галькой)», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Ирина Чубаренко, доктор физико-математических наук, заведующая лабораторией физики моря Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН.