Тази статия е от брой 164 на сп. „Българска Наука“ – виж повече за този брой и списанието>>
Пластмасовите отпадъци се натрупват все повече в морската среда, но данните за разпространението и количественото определяне на речните източници, необходими за разработването на ефективно облекчаване на положението, са ограничени.
Моделен подход включва географски разпределени данни за пластмасови отпадъци, земеползване, вятър, валежи и реки и изчислява вероятността пластмасовите отпадъци да достигнат река и впоследствие океана. Този вероятностен подход подчертава региони, които е вероятно да изхвърлят пластмаса в океана. Моделът е калибриран със скорошни теренни наблюдения и показващи, че емисиите се разпределят в повече реки, отколкото се смяташе преди, с до два порядъка. Изчислено е, че над 1000 реки представляват 80% от глобалните годишни емисии, които варират между 0,8 милиона и 2,7 милиона метрични тона годишно, като малките градски реки, в райони с повече валежи, са сред най-замърсяващите. Тези данни с висока разделителна способност позволяват целенасочено разработване на стратегии за смекчаване и технологии за намаляване на емисиите от пластмаса в речните води.
Замърсяването с пластмаса в океаните и реките е една постоянно нарастваща опасност за околната среда, а натрупването по речните брегове, делтите, крайбрежията и повърхността на океана бързо се увеличава. Изчислено е, че 60% от всички пластмаси, произведени някога до момента, са били изхвърлени на сметища или в естествената среда. Замърсяването с пластмаса представлява заплаха за водния живот, екосистемите и човешкото здраве. Пластмасовите отпадъци също причиняват сериозни икономически загуби чрез повреда на кораби и риболовни съоръжения, отрицателно въздействие върху туристическата индустрия и увеличени усилия за почистване на бреговата линия, добавяйки до 1,26 милиарда щатски долара годишно само за Азиатско-тихоокеанския регион.
Работата върху произхода и съдбата на пластмасовото замърсяване във водната среда предполага, че базираната на сушата пластмаса е един от основните източници на морско замърсяване с пластмаса, или чрез директни емисии от крайбрежните зони, или чрез стичане към океана през реките.
Речното стичане на пластмаса остава недостатъчно проучено, особено в районите, които се очаква да допринесат най-много за глобалните емисии на пластмаса в океана. По-доброто разбиране на пътищата и транспортните механизми на пластмасовите отпадъци до реките и глобалното разпределение на речните пластмасови емисии в океана е предпоставка за разработване на ефективни стратегии за превенция и събиране.
Предишни опити за оценка на разпределението на глобалните речни емисии на пластмаса в океана разчитаха на емпирични показатели, представителни за генерирането на отпадъци в речен басейн. Тези оценки показаха значителна корелация между данните за концентрацията на (микро) пластмаса, събрани от повърхностни тралове в реките, националната статистика за генерирането на неправилно управлявани пластмасови отпадъци (MPW) и гъстотата на населението. И за двете проучвания беше представена емпирична формулировка на базата на тази корелация, която беше екстраполирана към други реки, за които нямаше налични данни. Това доведе до прогнозирани емисии на пластмаса от 1,15 милиона до 2,41 милиона метрични тона (мт) на година и 0,41 милиона до 4 милиона мт/година. Тези проучвания не отчитат пространственото разпределение на образуването на пластмасови отпадъци или климатичните или географските различия в речните басейни. Според тези проучвания 10-те реки с най-големи емисии допринасят от 50 до 61% и 88 до 94% към общите речни емисии. И двата модела се съгласяват с непропорционалния принос на азиатските реки за глобалните емисии на пластмаса. Докато тези усилия за моделиране предоставиха първо приближение на величината и пространственото разпределение на глобалните речни пластмасови емисии, те подчертаха недостига на данни за макропластично замърсяване в сладководните екосистеми. Наличните измервания, използвани за калибриране на прогнозите за емисиите, не винаги са били събирани директно в устията на реките, а проучванията съобщават данни за замърсяване с пластмаса, използвайки различни единици и методи, включително повърхностно тралене от лодки или мостове.
През последните години бяха предоставени резултати от дългосрочни кампании за визуално преброяване и количествено определяне на плаващи макропластични емисии от реки на различни континенти. В глобален мащаб тези проучвания предоставят доказателства от наблюдения за непропорционалния принос на азиатските реки в емисиите на пластмаса, предвидени от числени модели.
Тук е представена ревизирана оценка на глобалните речни макропластични емисии в океана, като са използвани най-новите теренни наблюдения върху макропластмасите и новоразработен, разпределен вероятностен модел за по-точно представяне на задвижващите механизми на придвижването на пластмасата (напр. вятър, оттичане и речно изхвърляне), разграничаване между зони с различно земеползване и наклон на терена, включително задържане на пластмаса на сушата и в реките.
От общо 100 887 вливания на реки и потоци, включени в модела, е установено, че 31 904 от тях изхвърлят пластмасови отпадъци в океана, от порядъка на 1,0 милиона мт в морската среда през 2015 г. Реките са включени в модела, ако средният годишен отток е повече от 0,1 м3/с и се счита за река, отделяща пластмаса, ако годишните емисии на пластмаса са повече от 0,1 мт/година. Този модел разкрива, че емисиите са по-широко разпределени между 1656 реки, отговорни за 80% от глобалните емисии.
Крайбрежните градове, свързани с градски дренаж и павирани повърхности, са с най-голяма вероятност за емисии, особено в региони с високи нива на валежи. Средно речните басейни с доминиращо земеползване (т.нар. “изкуствена повърхност”) имат по-голяма вероятност да отделят пластмаса в океана, отколкото речните басейни с преобладаващо „култивирана земя“ (съответно 13 и 2%) и според наблюденията и моделите изхвърлят по-големи фракции пластмасови отпадъци в океана (съответно 15 и 3%).
За илюстрация, басейнът на река Чиливунг, в Индонезия, който е много по-малък от басейна на река Рейн, в Западна Европа, (съответно 591 кв.км срещу 163 000 кв.км) и с по-малко общо генериране на пластмасови отпадъци (съответно 19 590 мт/г спрямо 34 440 мт/г), отделя два порядъка повече пластмаса в океана (308 мт/г наблюдавана и 205 мт/г моделирана за река Чиливунг, и 3 мт/г наблюдавана и 5,4 мт/г моделирана за река Рейн). Тази разлика се дължи на разликите в географията и климата между двата речни басейна и пространственото разпределение на генерираните отпадъци. В басейна на река Чиливунг отпадъците се генерират средно на 1 км от речната мрежа и на 29 км от океана. Генерирането на отпадъци в река Рейн се случва средно на много по-голямо разстояние от речната мрежа и океана със средно 5 и 1021 км съответно от речната мрежа и океана. Освен това годишните валежи в басейна на река Чиливунг са повече от 2,5 пъти по-големи, отколкото в басейна на река Рейн (2445 мм/г срещу 950 мм/г), което допълнително увеличава мобилизирането на пластмасови отпадъци. Получената средна вероятност отпадъците да достигнат устието на Чиливунг е 15,7% срещу 0,04% за Рейн.
Според изчисленията ок. 1,5% от 67,5 милиона мт от общия глобално генериран MPW навлиза в океана в рамките на една година. Въпреки това, на национално ниво, частта от изхвърлените отпадъци, влизащи в океана, се различава значително между страните. Резултатите показват, че страните със сравнително малка територия в сравнение с дължината на тяхната брегова линия и с високи нива на валежи са по-склонни да отделят океански пластмаси. По-специално, за райони в Карибите като Доминиканската република и тропически архипелази като Индонезия или Филипините, това води до по-високо съотношение на изхвърлени пластмасови отпадъци, изтичащи в океана, съответно 3,2, 6,8 и 8,8%. Следователно емисиите на пластмаса в тези страни са непропорционално по-високи в сравнение със страни с подобни концентрации на MPW, но с различни географски и климатични условия. Например, Малайзия генерира повече от 10 пъти по-малко MPW от Китай (0,8 милиона мт/г в Малайзия срещу 12,8 милиона мт/г в Китай); въпреки това частта от общите пластмасови отпадъци, достигащи океана, е 9,0% за Малайзия и само 0,6% за Китай. Страната с най-голям принос, оценена от този модел, са Филипините с 4820 реки, излъчващи 356 371 мт/г (8,8% от общото генерирано MPW в страната), следвана от Индия със 126 513 мт/г (1,0% от общо генерираното MPW през 1169 реки), Малайзия със 73 098 мт/г през 1070 реки и Китай със 70 707 мт/г през 1309 реки.
Резултатите от това проучване са важни за приоритизирането и прилагането на стратегии за смекчаване на положението. Големият брой емисионни точки, предвидени от моделите, изисква глобален подход за предотвратяване, намаляване и събиране на макропластични отпадъци във водната среда, вместо да се фокусира само върху няколко реки. Освен резултатите показват, че малките и средните реки представляват значителна част от глобалните емисии. Прогнозираните емисии, представени в това проучване, предполагат, че освен годишните пластмасови емисии в океана, повечето пластмасови отпадъци (98,5%) остават в капан в земната среда, където се натрупват и прогресивно замърсяват вътрешните (водни) екосистеми. Тъй като по-голямата част от MPW се генерира и остава на сушата, разпоредбите за предотвратяване на наземните отпадъци, за намаляване, събиране и обработка, както и за почистване, естествено ще доведат до най-голямо въздействие върху понижаването на емисиите на пластмаса в океана.
Повече подробности за проучването – https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aaz5803
Превод: Радослав Тодоров
