Международная группа исследователей впервые провела комплексный анализ накопления микропластика в крупных притоках Сырдарьи. Результаты, опубликованные в авторитетном журнале «Environmental Science and Pollution Research» (Q1), показали, что более 60% выловленной рыбы содержат синтетические частицы, а главным загрязнителем стали микроскопические текстильные волокна.
Проблема пластикового загрязнения давно вышла за пределы Мирового океана. Сегодня микропластик (частицы размером от 1 микрона до 5 миллиметров) обнаруживают в самых удаленных пресноводных экосистемах планеты. Однако бассейн Сырдарьи, одной из главных рек Центральной Азии, до недавнего времени оставался малоизученным на карте подобных исследований. Ситуацию исправили ученые Томского государственного университета, Института зоологии Академии наук Узбекистана и Андижанского государственного университета.
Экспедиция на Чирчик и Карадарью
Как пояснила директор Центра исследования микропластика в окружающей среде ТГУ Юлия Франк, река Сырдарья, впадающая в Аральское море, на протяжении десятилетий испытывает колоссальную нагрузку из-за деятельности человека. Масштабное ирригационное строительство полностью перекроило ее речную сеть, а стремительный рост населения, урбанизация и развитие промышленности привели к значительному загрязнению вод. Тем не менее, пресноводные рыбы этого региона практически не изучались на предмет накопления пластика.
Для закрытия этого научного пробела исследователи организовали серию экспедиций на крупные притоки Сырдарьи — реки Чирчик и Карадарья. В ходе полевых работ было выловлено 60 особей рыб различных видов: от хищного судака и всеядной малоротой корюшки до придонного туркестанского сома и растительноядной маринки. При анализе ученые использовали опыт изучения сибирских речных систем (Оби и Енисея), где биологи ТГУ ранее отработали эффективную методологию извлечения и идентификации микрочастиц.
Цифры загрязнения
Результаты лабораторного анализа оказались показательными. Микропластик был обнаружен в пищеварительном тракте более чем у половины исследованной рыбы — у 60,7% особей (65,7% в реке Чирчик и 53,9% в Карадарье). В среднем в организме одной рыбы находилось 2,61 пластиковых частиц, что в массовом выражении составляет около 11,5 микрограмма. В пересчете на килограмм массы тела рыбы концентрация достигла в среднем 86,3 штуки, или 241 микрограмм пластика на килограмм веса.
Самым примечательным открытием, по словам Юлии Франк, стала форма обнаруженных частиц. Абсолютное большинство из них (89,7% в Карадарье и 93% в Чирчике) представляло собой тончайшие микроволокна. Пластиковые фрагменты, плёнки и микросферы встречались лишь в единичных случаях.
Такое засилье волокон имеет под собой четкое экономическое объяснение. Узбекистан — один из крупнейших мировых центров хлопкопрядильной и текстильной промышленности. Производство тканей, а также бытовая стирка одежды из синтетических материалов приводят к колоссальным сбросам микроволокон в канализацию. Из-за несовершенства очистных сооружений эти невидимые глазу нити беспрепятственно попадают в речные системы.
Рыба как биоиндикатор проблемы
Ученые попытались выяснить, зависит ли «пластиковый рацион» от биологических факторов. Оказалось, что ни вид рыбы, ни ее пол, ни трофический уровень (место в пищевой цепочке) не влияют значимо на количество проглоченного пластика. И хищники, и всеядные виды потребляют частицы примерно одинаково. Однако исследователи выявили четкую закономерность: количество микропластика достоверно коррелирует с линейно-весовыми параметрами рыб. Чем крупнее и тяжелее особь, тем больше синтетических частиц скапливается в ее организме. Крупная рыба пассивно поглощает больше воды и пищи, а вместе с ними — и мусор, в основе которого есть начало деятельности человека.
Интересно, что спектр найденных в рыбе полимеров оказался даже более разнообразным, чем в самой воде. В пищеварительном тракте обитателей Чирчика ученые идентифицировали 15 типов пластмасс, а в Карадарье — 9. Чаще встречались полиэтилентерефталат (ПЭТ), полипропилен, полиэтилен и полиамид. Кроме того, в рыбе обнаружили полусинтетические волокна вискозы, широко применяемой в текстильной промышленности. Это доказало, что пресноводные рыбы могут служить биоиндикатором загрязнения конкретной территории.
Оценка риска
Авторы статьи отмечают, что потребление пластика вредит рыбам на двух уровнях. Механически жесткие волокна травмируют слизистую оболочку пищеварительного тракта, вызывают закупорку органов, снижают аппетит и замедляют развитие. Токсикологическая опасность кроется в химическом составе самих полимеров: при производстве пластика используются химические добавки и мономеры, многие из которых токсичны — канцерогенны, обладают раздражающим действием или способны нарушать работу эндокринной и иммунной систем.
Чтобы оценить реальный масштаб угрозы, ученые применили индекс химической опасности полимеров (PHI), основанный на токсичности мономеров. В целом экологический риск для рыб бассейна Сырдарьи был классифицирован как умеренный — категория опасности III. Основные обнаруженные полимеры (ПЭТ, полипропилен и полиэтилен) обладают относительно низкой токсичностью, но общий показатель опасности вырос из-за присутствия минорных пластиков. К ним относятся полиакрилонитрил (ПАН), полиуретан и поливинилхлорид (ПВХ). Мономеры этих соединений известны своей канцерогенностью, мутагенностью и аллергенным потенциалом.
Сравнивая риски для различных звеньев экосистемы, ученые выявили определенную закономерность. По уровню химической опасности исследованные компоненты выстроились в цепочку: вещества на дне водоемов — рыба — вода. Если в воде опасность минимальна, то в отложениях на дне (особенно в реке Чирчик) она оценивается высоко. Тяжелые токсичные частицы годами оседают на дно, превращая его в источник вторичного загрязнения.
Глобальное значение
Это исследование стало первым экспериментальным подтверждением того, что пресноводная рыба в бассейне Сырдарьи активно поглощает микропластик. Научная ценность работы заключается еще и в том, что авторы не просто подсчитали число микрочастиц, а количественно оценили массу пластика в рыбе. Эти данные чрезвычайно важны для моделирования биотического переноса пластика в рамках его глобального цикла. Попадая в воду, эти частицы не растворяются, а включаются в круговорот веществ, проникая в пищевые цепи и создавая риски для всей экосистемы, включая человека.
Автор текста: Ольга Орехова
