Боновые заграждения проекта The Ocean Cleanup оказались неэффективны против пластика в океане

Результаты исследования опубликованы в журнале Science of total environment.

Ежегодно с суши в Мировой океан поступает от пяти до тринадцати миллионов тонн пластика. Он наносит ущерб морской биоте и по пищевым цепям возвращается к людям. В последние годы СМИ сообщали об интересных проектах, направленных на борьбу с пластиковым загрязнением. Один из самых известных — проект Бояна Слата The Ocean Cleanup, которому уже удалось собрать порядка 30 миллионов долларов на развитие. Одна из задач проекта на ближайшее время — вдвое сократить площадь тихоокеанского мусорного пятна с помощью боновых заграждений в виде U-образных плавучих ловушек. Эти устройства более автономные, чем классические боновые заграждения — они могут плыть по воде несколько месяцев, собирая мусор и выдерживая сильные волны и шторм. 

Главная цель проекта состоит в устранении 90 процентов пластикового загрязнения океана с помощью новых технологий. Отличие The Ocean Cleanup от других инициатив состоит в том, что это не просто фонд, а полноценная команда из инженеров, гидрофизиков и химиков. Они пытаются выполнить полный цикл очищения поверхности от пластика, то есть своими силами разрабатывают и производят боновые заграждения, собирают с них пластик и перерабатывают его. Однако до сих пор не проводилось широкомасштабных научных оценок эффективности их технологий для сбора макропластика в океане.

Ученые под руководством Сонке Хона (Sönke Hohn) из Центра тропических морских исследований Лейбница сделали прогноз ликвидации пластикового загрязнения Мирового океана на ближайшие десятилетия в соответствии с различными сценариями. Сценарий «без изменений» (business as usual, BAU) предполагает отсутствие каких-либо мер по уменьшению количества пластика, попадающего в океан. Сценарии 1CD и 200CD соответствуют вводу в эксплуатацию соответственно одного или двухсот боновых заграждений (cleanup devices, CD) в рамках проекта The Ocean Cleanup, RB (river barriers) — барьеров, препятствующих проникновению пластика из рек в океан, RB+200CD — сочетанию этих технологий.

A — жизненный цикл пластика; B - сценарии борьбы с пластиковым загрязнением океана.

Sönke Hohn et al. / Science of the Total Environment, 2020.

Авторы исследования сосредоточились на макропластике, так как его масса, накопленная в океане, превосходит массу микропластика на порядки, и уже существуют технологии для его извлечения из морской воды. В качестве стартовой точки для моделирования был взят 1950-ый год как начало массового промышленного производства пластика. Ученые отметили, что примерно к 2052 году поступление пластика в океан станет практически нулевым: к этому времени должна быть улучшена международная нормативно-правовая база и наложена ответственность на производителей и потребителей. Значительная доля пластиковых отходов к этому моменту будет перерабатываться или сжигаться еще до потенциального попадания в речной сток. При этом в океане за счет попыток искусственного извлечения будет снижаться доля макропластика и нарастать доля микропластика.

Прогноз накопления пластика на поверхности океана в ближайшие 130 лет в соответствии с выбранными сценариями.

Sönke Hohn et al. / Science of the Total Environment, 2020.

Авторы исследования подсчитали, что одно устройство CD при условии максимально эффективной работы и последующего сбора 100 процентов захваченного пластика сможет очищать не более семи частей на миллион от общей поверхности океана ежегодно. Это означает, что к 2150 году флот проекта The Ocean Cleanup (порядка 200 ловушек, работающих в течение одного года) ликвидирует таким образом лишь около пяти процентов пластика в океане: на 44900 тонн извлеченного пластика будет приходиться 816000 тонн оставшегося на поверхности воды. При этом затраты на производство и ремонт CD достаточно высоки.

Ученые отметили, что наиболее перспективным является сочетание применения CD на локальных участках и повсеместное введение речных барьеров. Барьеры в устьях рек смогут задержать около 462000 тонн пластика до его попадания в моря — то вместе с U-образными ловушками они соберут есть уже порядка 54 процентов пластика на поверхности океана.

Макропластик всегда лучше извлекать из морской воды прежде, чем он станет микропластиком — ведь тогда найти и собрать его будет практически невозможно. Недавно ученые автоматизировали поиск пятен макропластика в океане по спутниковым снимкам. Эффективность их метода составила около 86 процентов, и скоро он начнет применяться европейскими странами в экологическом мониторинге.