Более 10 миллионов тонн пластикового мусора ежегодно попадает в океаны и обнаруживается почти во всех слоях океана. Они начинаются как большие плавающие предметы и в конечном итоге распадаются на гораздо более мелкие части, называемые микропластиком. Эти частицы широко распространены и были обнаружены в пищеварительном тракте более 100 различных видов, нанося этим животным физический, химический и даже потенциальный биологический вред. Мидии и другие двустворчатые моллюски, такие как устрицы и моллюски, едят целиком, не удаляя желудочно-кишечный тракт, и поэтому представляют собой путь для попадания микропластика в пищевую цепь человека.
В отличие от предыдущих исследований, первое в своем роде исследование, проведенное группой ученых, предполагает, что мидии не являются надежным индикатором микропластика в морской среде из-за присущей им способности избирательно питаться, что делает их очень привередливые едоки. Вместо этого морские агрегаты, также называемые «морским снегом», могут многое сказать о судьбе микропластика в окружающей среде.
Морские агрегаты являются преобладающей формой тонущих твердых частиц углерода в толще морской воды и составляют основу пищевой цепи в океане. Эти агрегаты также представляют собой механизм транспортировки микропластика на морское дно. Исследование показывает, что они играют важную роль в удалении микропластика с поверхности океана, вертикальном переносе его через толщу воды и облегчении его переноса в морские пищевые сети..
Используя мощный инструмент под названием спектроскопия, исследователи из Атлантического университета Флориды, Восточно-Китайского педагогического университета, Океанографического института Вудс-Хоул, Университета Коннектикута и Университета Новой Англии первыми выявили связь в поле условиях, между микропластиком в морских агрегатах и мидиях (Mytulis edulis). Результаты исследования, опубликованные в журнале Environmental Science & Technology, имеют важные последствия для судьбы пластиковых частиц в морской среде.
«Мы подозревали, что на двустворчатых моллюсков, питающихся суспензией, таких как мидии, особенно будут воздействовать нагруженные пластиком морские агрегаты», - сказала Трейси Дж. Минсер, доктор философии, соавтор и профессор-исследователь в Океанографическом отделении гавани FAU. Институт и Колледж с отличием Харриет Л. Уилкс FAU. «Мы хотели лучше понять связь между морскими агрегатами, микропластиком и морскими животными, особенно двустворчатыми моллюсками, в окружающей среде».
Для исследования исследователи собрали морских агрегатов и голубых мидий в Эйвери-Пойнт в Коннектикуте и использовали микроскопию и микроспектрометрию для измерения спектров этих микроскопических образцов. Они обнаружили, что 73 процента морских агрегатов, которые они взяли на пробу, содержали пластиковые частицы. Размер более 90 процентов этих микропластиков составляет менее 1 миллиметра.
В мидиях исследователи обнаружили микропластик в биоотложениях или пищеварительной железе/кишечнике почти всех мидий, которые они собрали в доке Эйвери-Пойнт. Более 40 процентов частиц микропластика были либо отторгнуты с псевдофекалиями мидий, либо выведены из организма (выделение непереваренного материала) с фекалиями. Обычно мидии могут переваривать пищу за считанные минуты. Напротив, пластиковые частицы, попадающие в пищеварительные дивертикулы мидий, перевариваются несколько дней.
Характеристики микропластика в морских скоплениях и мидиях были сходными, что еще раз свидетельствует о роли морских скоплений в трофическом переносе пластиковых частиц к питающимся донной взвесью.
Однородность размеров и форм микропластика, обнаруженная в мидиях, указывает на избирательное проглатывание определенных типов пластика. Мидии преимущественно поглощали частицы меньшего размера и с относительно большим коэффициентом формы.
«Хорошая новость заключается в том, что мидии очень разборчивы в еде и имеют хорошо развитые механизмы распознавания частиц», - сказал Минсер. «Они сортируют частицы по физическим характеристикам, таким как размер, форма, гибкость и плотность, а также по химическим и питательным свойствам. Отбор частиц - это одна из стратегий, которую они используют для улучшения качества своего рациона и оптимизации потребления энергии».
Химический состав этих морских агрегатов был разнообразным и включал широкий спектр бытового и промышленного использования. Полипропилен, полиэстер и ацетат целлюлозы, обычно используемые в сигаретных фильтрах, средствах гигиены и одежде, составляют почти 76,3 процента всех частиц пластика, обнаруженных в пробах морских агрегатов. Ацетат целлюлозы в основном попадает в морскую среду со сбросом сточных вод, и сигаретные окурки также являются основным механизмом попадания в прибрежные воды океана.
Неожиданным результатом исследования стало то, что фрагментированные пластмассы были преобладающим типом синтетических частиц, идентифицированных в морских агрегатах, и на их долю приходилось 65,9% всех микропластиков.
Исследователи сравнили обилие пластиковых частиц в морских агрегатах с другими отчетами по всему миру. Они также обнаружили, что концентрация микропластика в отобранных ими мидиях была примерно в три раза ниже, чем в диких мидиях из прибрежных вод Китая.