Распространение микропластика в различных водных экосистемах Китая

Водная экосистема Китая, одной из десяти крупнейших стран мира по производству и потреблению пластиковых изделий, серьезно страдает от микропластика. В настоящее время микропластик широко обнаруживается в океанах, пресной воде и на очистных сооружениях. Среди них к основным видам микропластика относятся полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), полистирол (ПС), поливинилхлорид (ПВХ) и полиэтилентерефталат (ПЭТ).
морская среда.

Китай является крупным производителем пластмасс: ежегодно в океан сбрасывается около 8,82 миллиона тонн пластиковых отходов, что составляет 27,7% от общемирового количества. Текущие области исследований в основном сосредоточены на Желтом море, Бохайском море, Восточном побережье и Южно-Китайском море. В Таблице 1 суммированы некоторые соответствующие исследования по распространенности микропластика в морской среде Китая. Исследования показали, что содержание микропластика сильно различается в разных регионах. Для микропластика размером от 0,33 до 5 мм концентрация микропластика в Желтом море составляет 0,09 шт/м^3, а в Бохайском море - 0,65 шт/м^3, что ближе к деятельности человека. Таким образом, искусственные пластиковые отходы от деятельности на суше или в прибрежных районах могут быть основным источником морского микропластика. На обилие микропластика также влияют времена года. Исследование концентрации микропластика в прибрежной среде устья Жемчужной реки показывает, что средняя численность микропластика составляет 295 шт/м ^ 3 в засушливый сезон и 545 шт/м ^ 3 в сезон дождей. Из-за отсутствия унифицированных методов отбора проб, обработки и анализа в настоящее время сложно с научной точки зрения сравнивать загрязнение микропластиком в разных океанах.

Однако, вообще говоря, чем меньше размер ячейки, тем выше обнаруживается концентрация микропластика. Микропластик с мелким размером частиц обычно составляет большую долю. Например, в прибрежной зоне устья Жемчужной реки около 53,5-73,9% микропластика имеют размер менее 0,5 мм. В Южно-Китайском море частицы микропластика диаметром 0,02-0,3 мм составляют 92% от общего обнаруженного количества при средней концентрации 2.57 × 10 ^ 3 ± 1.77 × 10^3 шт./л. Анализ состава микропластика показывает, что основными типами микропластика в водной среде Бохайского моря являются ПЭ, ПП и ПС. Кроме того, по мере уменьшения размера частиц средняя концентрация микропластика в морской среде увеличивается в геометрической прогрессии. Это может быть связано с влиянием океанских волн, таких как ультрафиолетовое излучение, заставляющее крупные фрагменты частиц, попадающие в океан, непрерывно расщепляться на все более мелкие частицы. Таким образом, в океане присутствуют более мелкие микропластики, которые трудно обнаружить, что также указывает на то, что текущие результаты исследований не могут точно отражать концентрацию микропластика в реальной среде, а концентрация в реальной среде может быть выше.

Таблица 1. Исследования загрязнения микропластиком морской среды Китая

Пресноводная среда

Микропластик не только широко распространен в океане, но и встречается в озерах, реках и водохранилищах. Из-за осаждения микропластика большого размера или высокой плотности во время транспортировки исследования микропластика в пресной воде обычно включают поверхностные воды и отложения. Озера могут служить временными или долгосрочными местами сбора микропластика, а реки рассматриваются как транспортеры микропластика, попадающего в океан. По сравнению с другими водными средами, Китай провел больше исследований микропластика в пресноводных системах. В настоящее время характеристики микропластика в пресноводных экосистемах Китая в основном небольшие по размеру (<1 мм) и волокнистые, причем наиболее распространенными видами микропластика являются ПП и ПЭ. Что касается географического распределения, исследования микропластика в пресноводной среде Китая в основном сосредоточены в бассейнах рек Янцзы, Жемчужной реки и некоторых городских внутренних водоемах.

В Таблице 2 обобщены некоторые соответствующие исследования содержания микропластика в пресноводной среде Китая. Было проведено исследование загрязнения микропластиком поверхностных вод города Ухань (1.66 × 10 ^ 3~8.93 × 10^3 шт./м^3), причем выяснилось, что концентрация микропластика увеличивается ближе к центру города. Исследование поверхностных вод (1.60 × 10 ^ 3-1.26 × 10 ^ 4 шт./м ^ 3) и отложениях (25,0-300 шт./кг сырого веса) водохранилища «Три ущелья» показали, что загрязнение поверхностных вод в городских районах является серьезным, при этом микропластики низкой плотности (такие как ПП и ПЭ) основные загрязнители. Содержание микропластика в донных отложениях рек в сельской местности относительно велико, и большинство из них представляют собой микропластики высокой плотности, такие как ПС. Высокие концентрации микрочастиц пластика были обнаружены вдоль побережья Жемчужной реки (1.99 × 10^4 шт./м^3) и в устьевой зоне (8.90 × 10 ^ 3 предметов/м ^ 3) в Гуанчжоу, а поблизости были обнаружены промышленные парки или логистические парки, что указывает на то, что деятельность человека может быть наиболее важной причиной увеличения загрязнения пластиковыми частицами.

Кроме того, при сравнении концентраций микропластика в прибрежных отложениях плато Сизан (8,00-563 шт./м^2) и озера Цинхай (5.00 × 10 ^ -3-7.58 × 10^-1 шт./м^2) было установлено, что даже в районах с относительно низкой плотностью населения отдаленные озера могут стать «горячими точками» микропластика из-за туризма и притоков рек. Микропластик повсеместно присутствует в водных экосистемах. Некоторые микропластики высокой плотности или пластиковые шарики могут оседать в отложениях во время транспортировки по реке. Попадая в устья рек или океаны, микропластик рассеивается в океане под действием гидравлических сил и растворяется из-за огромного объема океана. Поэтому количество микропластика в пресноводной среде обычно выше, чем в морской. По сравнению с данными из других регионов мира было обнаружено, что содержание микропластика, обнаруженное во внутренних водах Китая, выше, в то время как содержание микропластика в отложениях аналогично или даже ниже.

Таблица 2. Исследования загрязнения микропластиком пресноводной среды в Китае

Станция очистки сточных вод

Сточные воды очистных сооружений являются одним из потенциальных источников микропластика, попадающего в природную среду. Первичный и вторичный микропластик, используемый в повседневной жизни, транспортируется на очистные сооружения в виде неочищенных сточных вод. После прохождения многоступенчатого процесса очистки сточных вод, хотя большая часть микропластика задерживается в осадке, оставшийся микропластик сбрасывается в естественные водные среды, такие как реки и океаны, вместе со сточными водами очистных сооружений. Исследование показало, что крупная станция вторичной очистки сточных вод в Глазго, Шотландия, ежедневно сбрасывает в воду около 65 миллионов частиц микропластика. На материковой части Китая в водную экосистему ежегодно попадает в среднем 209,7 триллионов микрочастиц пластика, около 306,9 тонн из которых более 80% приходится на очистные сооружения. По сравнению с прогрессом международных исследований, исследования микропластика на очистных сооружениях в Китае начались относительно поздно. Текущие исследования в основном сосредоточены на нескольких городах, включая Пекин, Ухань и Сямэнь.

Исследования в Сямыне показывают, что очистные сооружения могут удалить 79,3–97,8% микропластика. Однако, исходя из суточного сброса сточных вод, по оценкам, примерно 6.50 × Ежедневно в залив Сямынь попадает 10^8 частиц микропластика. Хотя очистные сооружения имеют высокий уровень удержания микропластика, они стали важным источником микропластика в природных водных средах из-за огромной нагрузки на выбросы. Основными типами микропластика, сбрасываемыми очистными сооружениями, являются ПП, ПЭ, ПС и ПЭТ, которые соответствуют микропластику, обнаруженному в природных водных средах. Кроме того, частицы, фрагменты и волокна представляют собой основные формы микропластика, обнаруженного на очистных сооружениях. В Таблице 3 обобщены некоторые соответствующие исследования содержания микропластика на очистных сооружениях в Китае. В настоящее время база данных о микропластике, сбрасываемом с очистных сооружений Китая, не является полной. Концентрация и свойства загрязнения микропластиком являются основными темами исследований, однако технологий по уменьшению загрязнения микропластиком до сих пор не существует.

Таблица 3. Микропластик, обнаруженный на очистных сооружениях Китая