Исследователи Атлантического отделения Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН сделали важное открытие, объясняющее парадоксальное поведение синтетических отходов в Мировом океане. Оказалось, что природа использует те же методы для борьбы с загрязнением, которые человек давно применяет на очистных сооружениях.
Проблема накопления пластика остается одной из самых острых экологических вызовов современности. Ежегодно в мире производится около 400 миллионов тонн этого материала, и эта цифра неуклонно растет. При этом в окружающей среде практически нет механизмов, способных разложить инертные синтетические полимеры до простых веществ. С момента начала масштабного производства в 1950-х годах практически вся масса произведенного пластика, распавшаяся на мельчайшие фрагменты, продолжает накапливаться на планете.
Большая часть пластиковых предметов уже перешла в категорию частиц размером менее пяти миллиметров. Они образуются при разрушении выброшенных вещей под воздействием солнца, перепадов температур и механического воздействия, а затем через реки попадают в океан. Дополнительными источниками служат износ автомобильных шин и стирка синтетической одежды. Если крупные фрагменты еще можно собрать, то мелкие частицы, различимые только под микроскопом, распространяются незаметно и обнаруживаются повсеместно: в песке, воздухе, питьевой воде и даже во льдах Арктики и Антарктиды.
Долгое время ученые не могли понять, куда исчезает основная масса этих частиц, ведь на поверхности океана находится не более одного процента от всего выброшенного пластика. Разгадку удалось найти в лаборатории физики моря в Калининграде под руководством доктора физико-математических наук Ирины Чубаренко.
Особый интерес исследователей вызвала аномалия, обнаруженная в Арктике: морской лед оказался загрязнен крупными пластиковыми частицами гораздо сильнее, чем вода под ним. Это противоречило законам физики, согласно которым тяжелые фрагменты должны тонуть. В ходе серии экспериментов с замерзанием пресной и соленой воды ученые выяснили, что пластик вытягивают со дна пузырьки воздуха.
Благодаря гидрофобным свойствам материала пузырьки не отрываются от его поверхности, а прочно «приклеиваются» к ней, создавая подъемную силу. На крупных фрагментах образуется сразу несколько таких пузырьков, что обеспечивает их устойчивое всплытие и последующий захват льдом. Мелкие же частицы, на которых может появиться лишь один пузырек, то поднимаются, то снова опускаются, поскольку при столкновении с поверхностью пузырек чаще всего отрывается.
«Создается грустное впечатление, что природа использует флотацию пузырьками для очистки океанских вод от пластиковых отходов точно так же, как это делают люди на своих очистных сооружениях», — пояснила Ирина Чубаренко. Этот эффект, ранее не описанный в мировой науке, был представлен в авторитетном журнале Science of the Total Environment.
Калининградская лаборатория остается единственной в мире, где экспериментально изучается взаимодействие синтетических частиц со льдом, включая процессы старения в циклах замерзания и таяния. В 2024 году при поддержке Российского научного фонда лаборатория получила современное оборудование: спектрометры, микроскопы, устройства для проб донных осадков и воды большого объема.
Ученые подчеркивают, что, несмотря на химическую инертность пластика, его повсеместное распространение вызывает серьезные опасения. Частицы размером менее микрометра способны проникать в клетки организма, и их долгосрочное воздействие на здоровье человека еще предстоит изучить.
Подробности — в материале Геннадия Белоцерковского «Вверх тащат пузырьки» в очередном номере газеты «Поиск».
