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

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.

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. Фото Ray Boland (по лицензии CC BY 2.0).

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).

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

Рисунок 2. Черепаха, перепутавшая пластиковый пакет с едой. Рисунок с сайтаlifeglobe.net.

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. Печальное подтверждение этих слов можно найти в статье Адама Пасика на сайте Reuters [1].

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.

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

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.

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.Рисунок из [2].

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

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.
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» [3]. Кроме того, занятно, что пластик, исходно считавшийся небиоразлагаемым, таки потребляется в пищу недавно обнаруженными в Мировом океане бактериями: «Пластик на завтрак» [4]. 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. — Ред.