Исследования содержания микропластика в воде и промысловых рыбах: от научного поиска к масштабному мониторингу

Цель работы: в статье представлены предложения по развитию исследований загрязнения микропластиком вод и биоресурсов в районах российского рыболовства.

 Материалы и методы: обобщены материалы ФГБНУ «ВНИРО» по количественной оценке содержания микропластика в Арктических морях, собранные в августе-октябре 2019–2022 гг., и современных исследований по данной проблеме. Пробы микропластика собраны на поверхности морей сетью Манта 335 мкм и обработаны по единой методике.

 Результаты: проведенные исследования восполнили пробелы в знаниях о реальном уровне загрязнения микропластиком морской среды Арктического региона.

 Новизна работы: в районах наблюдений масштабных локализаций микропластика не выявлено, уровень пластикового загрязнения поверхностных вод морей Российской Арктики был ниже по сравнению с другими районами Мирового океана. Мы указываем на актуальность предположения о том, что значительная часть фрагментов микропластика и волокон переносится атлантическими и тихоокеанскими течениями в Арктический бассейн. Выборочное обследование рыб в промысловых уловах на загрязнение микропластиком подтвердило наличие его фрагментов и волокон в ЖКТ некоторых особей (горбуша, терпуг, сельдь, морской окунь), выловленных в морях северной части Тихого океана в 2019, 2021 и 2022 гг.

 Практическая значимость: глобальное увеличение содержания микропластика в морях Северного полушария, усугубляемое изменением климата, требует перехода от поисковых научных наблюдений к регулярному междисциплинарному изучению пластикового загрязнения биотопов экосистем морей Арктики, северной части Тихого океана и Атлантики. Ключевые положения и задачи мониторинга загрязнения микропластиком вод и биологических ресурсов в районах российского рыболовства предусматривают получение объективных и сопоставимых оценок на основе использования единых методов сбора и обработки проб, а также экосистемного подхода для предупреждения экологических рисков и обеспечения пищевой безопасности

1. Гордеев И.И., Шевляков В.А., Курносов Д.С., Пономарев С.С., Кожевников А.В., Чистякова Т.А., Безверхняя А.О., Жильцов А.Е., Свидерский В.А., Шейбак А.Ю. 2019. Траловая учётная съёмка тихоокеанских лососей на НИС «Профессор Кагановский» в Беринговом и Охотском морях (сентябрь-октябрь 2019 г.) // Труды ВНИРО. Т. 178. С. 200–205. DOI: 10.36038/2307–3497–2019–178–200–205.

2. Зобков М.Б., Есюкова Е.Е. 2018. Микропластик в морской среде: обзор методов отбора, подготовки и анализа проб воды, донных отложений и береговых наносов // Океанология. Т. 58, № 1. С. 149–157. DOI: 10.7868/S0030157418010148.

3. Казмирук В.Д. 2015. Микропластик в водных объектах: опасности и мониторинг // Проблемы управления водными и земельными ресурсами. Мат. межд. науч. форума. М.: РГАУ — МСХА им. К.А. Тимирязева, 2015. С. 247–256.

4. Масленников С.И., Щукина Г.Ф., Назарец Ю.П. 2017. Микропластик в океане — новые проблемы морского природопользования // Рыбное хозяйство. № 3. С. 33–37.

5. Никитин О.В., Латыпова В.З., Ашихмина Т.Я., Кузьмин Р.С., Насырова Е.И., Харипов И.И. 2020. Микроскопические частицы синтетических полимеров в пресноводных экосистемах: изученность и современное состояние // Теоретическая и прикладная экология. № 4. С. 216–222. DOI: 10.25750/1995–4301–2020–4–216–222

6. Патин С.А. 2015. Антропогенное воздействие на морские экосистемы и биоресурсы: источники, последствия, проблемы // Труды ВНИРО. 2015. Т. 154. С. 85–104.

7. Педченко А.П., Блиновская Я.Ю. 2020. Трансарктическая экспедиция ВНИРО: Результаты исследований микропластика в Арктических морях в 2019 г. // Инновационные научные исследования: теория, методология, практика. Мат. межд. науч.-практ. конф. Пенза: МЦНС «Наука и Просвещение». Ч. 1. С. 203–205.

8. Педченко А.П., Анциферов М.Ю., Губанищев М.А., Двинин М.Ю. 2021. Международная съёмка микропластика в Баренцевом море в 2021 году: первый опыт крупномасштабной количественной оценки // Тр. X Межд. науч.-практ. конф. «Морские исследования и образование (MARESEDU‑2021)» Т. III (III). Тверь: ПолиПРЕСС. С. 336– 340.

9. Педченко А.П., Беляев В.А. 2021. Особенности загрязнения морским мусором и пластиком морей западной Арктики // Использование и охрана природных ресурсов в России. № 3 (167). С. 65–70.

10. Педченко А.П., Блиновская Я.Ю., Гаврило М.В., Кантаков Г.А. 2021. Необходимость организационного развития и методической унификации количественных сборов и ан лиза микропластика // Итоги экспедиционных исследований в 2020 году в Мировом океане и внутренних водах. Тез. док. всерос. науч. конф. Москва, 24–26 февраля 2021 г. Севастополь: ФИЦ МГИ. С. 127–130.

11. Педченко А.П., Сомов А.А. 2021. Арктический переход барка «Седов» в августе-октябре 2020 г.: обзор результатов научных наблюдений // Труды ВНИРО. Т. 185. С. 163–171.

12. Соколов Ю.И. 2020. Риски тотального пластикового загрязнения планеты // Проблемы анализа риска. Т. 17. № 3. С. 30–43. DOI: 10.32686/1812–5220–2020–17–3–30–43.

13. Чубаренко И.П. Есюкова Е.Е., Хатмуллина Л.И., Лобчук О.И., Исаченко И.А., Буканова Т.В. 2021. Микропластик в морской среде. М.: Научный мир. 520 с.

14. Bergmann M., Collard F., Fabres J., Gabrielsen W., Provencher J., Rochman C., Sebille E., Tekman M. 2022. Plastic pollution in the Arctic // Nat. Rev. Earth Environ. 3: 323–337. DOI: 10.1038/s43017–022–00279–8.

15. Bråte I. L.N., Eidsvoll D. P., Steindal C. C., Thomas K. V. 2016. Plastic ingestion by Atlantic cod (Gadus morhua) from the Norwegian coast // Mar. Pollut. Bull. V. 112. 105–110.

16. Burns E., Boxall A. 2018. Microplastics in the aquatic environment: Evidance for against adverse impacts and major knowledge gaps // Environmental Toxicol. Chemistry V. 37. 2776–2796. DOI: 10.1002/etc.4268.

17. Cozar A., Martí E., Duarte C., García-de-Lomas J., van Sebille E., Ballatore T., Eguíluz V.M., González-Gordillo J.I., Pedrotti M.L., Echevarría F., Troublè R., Irigoien X. 2017. The Arctic Ocean as a dead end for floating plastics in the North Atlantic branch of the Thermohaline Circulation // Sci. Adv. 3 (4), e1600582. p. 1–8. DOI: 10.1126/sciadv.1600582.

18. Egger М., Nijhof R., Quiros L., Leone G., Royer S.-J., McWhirter A.С., Kantakov G.A., Radchenko V.I., Pakhomov E.A., Hunt B.P.V., Lebreton L. 2020. A spatially variable scarcity of floating microplastics in the eastern North Pacific Ocean // Environmental Research Letters. 15. 114056 DOI: 10.1088/1748–9326/abbb4f.

19. GESAMP. 2019. Guidelines for the monitoring and assessment of plastic litter and microplastics in the ocean / Kershaw P.J., Turra A., Galgani F. eds. (IMO/FAO/UNESCOIOC/UNIDO/WMO/IAEA/UN/UNEP/UNDP/ISA Joint Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Environmental Protection). Rep. Stud. GESAMP Vol. 99, 130 p.

20. GESAMP. 2020. Proceedings of the GESAMP International Workshop on assessing the risks associated with plastics and microplastics in the marine environment / Kershaw P.J., Carney Almroth B., Villarrubia-Gómez P., Koelmans A.A., Gouin, T., eds. (IMO/FAO/UNESCO-IOC/UNIDO/WMO/IAEA/ UN/ UNEP/UNDP/ISA Joint Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Environmental Protection). Rep. to GESAMP No. 103, 68 pp.

21. Hidalgo-Ruz V., Gutow L., Thompson R. C., Thiel M. 2012. Microplastics in the marine environment: a review of the methods used for identification and quantification // Environmental Science and Technology 46,3060–3075. DOI: 10.1021/es2031505.

22. ICES. 2022. Working Group on the Integrated Assessments of the Barents Sea (WGIBAR) // ICES Scientific Reports. 4:50. 235 pp. DOI: 10.17895/ices.pub.20051438.

23. Isobe A., Uchida K., Tokai T., Iwasaki S. 2015. East Asian seas: a hot spot of pelagic microplastics // Mar. Pollut. Bull. 101, 618–623.

24. Kang J.H., Kwon O.Y., Lee K.-W., Song Y.K., Shim W.J. 2015. Marine neustonic microplastics around the southeastern coast of Korea // Mar. Pollut. Bull. 96, 304–312.

25. Kenyon K.W., Kridler E. 1969. Laysan Albatrosses swallow indigestible matter // The Auk. V. 86. 339–343.

26. Lee B, Park MG. 2022. Drifting marine plastics as new ecological habitats for harmful eukaryotic microbial communities in Jeju Strait, Korea // Front. Mar. Sci. 9:985756. DOI: 10.3389/fmars.2022.985756

27. Liboiron M., Liboiron F., Wells E., Richárd N., Zahara A., Mather C., Bradshaw H., Murichi J. 2016. Low plastic ingestion rate in Atlantic cod (Gadus morhua) from Newfoundland destined for human consumption collected through citizen science methods // Mar. Pollut. Bull., 113 (1–2): 428–437.

28. Lusher A.L., Tirelli V., O’Connor I., Officer R., 2015. Microplastics in Arctic polar waters: the first reported values of particles in surface and sub-surface samples // Sci. Rep. 5, 14947.

29. Lusher A.L.; Hollman P.C.H.; Mendoza-Hill J.J. 2017. Microplastics in fisheries and aquaculture: status of knowledge on their occurrence and implications for aquatic organisms and food safety. FAO Fisheries and Aquaculture Technical Paper. No. 615. Rome, Italy. 140 pp.

30. Setälä O., Magnusson K., Lehtiniemi M., Norénet F. 2016. Distribution and abundance of surface water microlitter in the Baltic Sea: A comparison of two sampling methods // Mar. Poll. Bull. V. 110. Iss. 1. P. 177–183. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2016.06.065

31. Mu J., Zhang S., Qu L., Jin F., Fang C., Ma X., Zhang W., Wang J. 2019. Microplastics abundance and characteristics in surface waters from the Northwest Pacific, the Bering Sea, and the Chukchi Sea // Mar. Poll. Bull. V. 143. P. 58–65. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2019.04.023.

32. Strand K.O., Huserbråten M., Dagestad K.-F., Mauritzen C., Grøsvik B. E., Nogueira L. A., Melsom A., Röhrs J. 2021. Potential sources of marine plastic from survey beaches in the Arctic and Northeast Atlantic // Science of The Total Environment, V. 790. 148009. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.148009.

33. UNEP. 2016. Marine plastic debris and microplastics — Global lesson and research to inspire action and guide policy change. United Nations Environment Programme, Nairobi. DOI: 10.13140/RG.2.2.30493.51687

34. Van Sebille E., England M.N., Froyland G. 2012. Origin, dynamics and evolution of ocean garbage patches from observed surface drifters. Environmental Research Letter 7, 044040. DOI: 10.1088/1748–9326/7/4/044040.

35. Yakushev E., Gebruk A., Osadchiev A. Pakhomova S., Lusher A., Berezina A., Bavel B., Vorozheikina E., Chernykh D., Kolbasova G., Razgon I., Semiletov I. 2021. Microplastics distribution in the Eurasian Arctic is affected by Atlantic waters and Siberian rivers // Commun Earth Environ 2, 23 (2021). DOI: 10.1038/s43247–021–00091–0.

36. Zettler E. R., Mincer T. J., Amaral-Zettler L.A. 2013. Life in «Plastispher»: Microbial Communities on Plastic Marine Debris // Environmental Science and Technology 47,7137– 7146. DOI: 10.1021/es401288x

37. Zhao S., Zhu L., Wang T., Li D. 2014. Suspended microplastics in the surface water of the Yangtze estuary system, China: first observations on occurrence, distribution // Mar. Pol. Bull. V. 86. P. 562–568.

38. Wright S., Thompson R., Galloway T. 2013. Wright, Stephanie & Thompson, Richard & Galloway, Tamara. (2013). The physical impacts of microplastics on marine organisms: A review // Environmental pollution (Barking, Essex: 1987). 178. DOI: 10.1016/j.envpol.2013.02.031.