Plastiko amžius: kaip jis keičia uolienas, vandenynus ir gyvybę

Galutinė plastiko atliekų lemtis nėra aiški – bet žinome, kad ateities geologai ras praėjusios eros pėdsakus akmenyje. Sveiki atvykę į plastikoceną. Po milijonų metų, geologai, tirdami betonu padengtą planetos plutą ras keistus praėjusios civilizacijos ženklus. „Tik pažiūrėkite,“ šūktelės vienas, perskeldamas akmenį kuriame matysis plonas juodas diskas, padengtas plonais iškilumais. „Tai plastikoceno amžiaus fosilija.“

Mūsų įjunkimas į plastiką, drauge su nenoru perdirbti, reiškia, kad šios medžiagos jau palieka pėdsaką planetos geologijoje. Iš kasmet pagaminamų 300 milijonų tonų plastiko gaminių maždaug trečdalis išmetamas vos panaudotas. Daug jo palaidojama sąvartynuose, kur jis veikiausiai ir liks, tačiau daugybė patenka į vandenynus. „Visos kada nors pagamintos plastmasės pakanka visam pasauliui apvynioti plastiko plėvele,“ neseniai Berlyne vykusioje konferencijoje sakė paleobiologas Janas Zalasiewicz iš Leicesterio universiteto (JK). Atrodo, tiek pakanka planetos uždusinimui.

Kas iš šių atliekų susidarys? Sąvartynai liks užkasti, kol juos vėl atras ateities kartos, bet pasiekusio vandenynus plastiko likimas visai kitoks. Dalį jo išplaus į krantą ar suvalgys laukiniai gyvūnai. Didžioji dalis liks vandenyne, kur suirs į smulkius fragmentus. Tačiau žinios apie galutinę jo lemtį yra ribotos. Išties nežinome, kaip tarša plastiku dusina jūras. Nesuprantame ir potencialios įtakos jūrų gyvūnų ir juos valgančiųjų sveikatai. Ir neturime žalio supratimo, kas šioms medžiagoms nutiks tolimoje ateityje – ar plastikas

suirs visiškai, ar paliks nuolatinę žymę?

Plastikinės problemos paaiškėjo 1997 metais, kai JAV okeanografas Charlesas Moore’as, plaukdamas Ramiuoju vandenynu iš Havajų į Kaliforniją, aptiko milžiniškus plaukiojančių atliekų regioną – dabar vadinamą „Didžiąja Ramiojo vandenyno šiukšlių sankaupa“. Netrukus išsiaiškinta, kad atliekų koncentracija panaši ir kituose vandenynuose.

Šias sankaupas sukuria paviršiaus srovės, tekančios ratu nuo vieno kranto prie kito abiejose ekvatoriaus pusėse – pagal laikrodžio rodyklę šiauriniame pusrutulyje ir prieš laikrodžio rodyklę pietiniame. Visai kaip maišomame sriubos dubenyje makaronai susitelkia centre, taip visi šių srovių pagauti objektai yra linkę keliauti į vidurį. Didžiausia jūros atliekų koncentracija yra Indijos vandenyne, Šiaurės ir Pietų Ramiajame vandenyne, Šiaurės ir Pietų Atlanto vandenyne.

Šiais metais Moore’as pranešė radęs vieną vietą Ramiojo vandenyno paviršinėje srovėje, kurioje buvo prisikaupę tiek atliekų, kad buvo galima ant jų vaikščioti.

Didžioji atliekų dalis yra plastikas. „Pasaulio mastu, maždaug 70% visų atliekų vandenyne sudaro plastikas,“ sako jūrų biologas Richardas Thompsonas iš Plymoutho universiteto, JK.

O kiek tai yra? Siekdama tai išsiaiškinti, tarptautinė komanda, vadovaujama Marcuso Erikseno iš Five Gyres Institute Santa Monikoje, Kalifornijoje, rinko duomenis apie 24 ekspedicijų tiriamųjų laivų tinklais sugaunamo plastiko kiekį per šešis metus. Tai buvo pridėta prie denyje stovinčių ir pastebėtas šiukšles fiksuojančių stebėtojų įrašų. Komandos skaičiavimais, dabar jūrose plūduriuoja 5,25 trilijonai plastiko gabalėlių, sveriančių daugiau, nei 260 000 tonų. Daugumą sudaro dideli daiktai, tokie, kaip kibirai, krepšiai, įpakavimo plastmasės ir polistireno puta. Didžiausia rasta koncentracija buvo apie 10 kg plastiko – kas atitinka maždaug 800 vandens butelių – kvadratiniame kilometre. Turint omeny milžinišką vandenynų plotą, tai reiškia neįtikėtiną kiekį atliekų.

Tačiau labiausiai stebina, kad Erikseno komanda nerado daugiau plastiko. PlasticsEurope, plastmasės pramonės prekybos asociacijos duomenimis, gamyba išaugo nuo 1,5 milijono tonų per metus šeštajame XX a. dešimtmetyje iki 299 milijonų tonų 2013. Kadangi dažnai yra pigiau gaminti plastiką iš pradinių žaliavų, nei supirkti ir perdirbti panaudotą plastiką, didelė šio kiekio dalis panaudojus išmetama. Pavyzdžiui, 2012 m. iš 32 milijonų tonų plastiko atliekų buvo perdirbta vos 9%.

Erikseno tyrimas rado mažiau, nei 0,1% kasmet pagaminamo plastiko. Tai sutampa su JAV Nacionalinės mokslų akademijos 1975 m. tyrimo išvadomis, kad kasmet vandenyne atsiduria 0,1% pasaulyje pagaminto plastiko – dabar tai atitinka maždaug 300 000 tonų.

Dar keisčiau, kad paviršinėse srovėse esančio plastiko kiekis, atrodo, nesikeičia. Okeanografės Kara’os Lavender Law iš Jūros švietimo asociacijos Woods Hole, Massachusettse, vadovaujama komanda šukavo dešimtmečius surinktų plastiko šiukšlių registravimo duomenų iš ekspedicijų Šiaurės Atlante ir Karibų jūroje, ir išsiaiškino, kad kiekis daugmaž pastovus (Science, vol 329, p 1185). „Nepaisant smarkiai išaugusio išmetamo plastiko kiekio, per 22 metus surinktuose plastikinių jūrų atliekų stebėjimuose tokia tendencija neužfiksuota,“ pranešė jie. „Kur visas plastikas?“ klausia Law.

Gali būti, kad plastikas ỹra greičiau, nei manėme, saulei ir bangoms susmulkinus jį į mažesnius fragmentus. Trūkstama plastiko dalis gali būti skendinčių mažų gabaliukų pavidalu.

2014 liepą, Andrés Cózar iš Cadiz universiteto Ispanijoje, dirbantis su tarptautine jūros tyrėjo komanda, paskaičiavo, kad bendras jūrose plaukiojančių plastiko fragmentų svoris yra 7000 – 35 000 tonų (PNAS, vol 111, p 10239). Erikseno komanda mano, kad yra 35 500 tonų plastiko dalelių, kurių skersmuo mažesnis, nei 5 mm (PLoS One, e111913). Tačiau abu skaičiai atrodo maži – vandenyje turėtų būti randami milijonai tonų tokių dalelių.

Per tinklą

Yra keli galimi paaiškinimai. Mažesnės, nei trečdalio milimetro plastiko dalelės prasprūs per tralo tinklą, kadangi tinklo akys pernelyg didelės, tad daugybė plastiko gali prasprūsti neužfiksuota.

Thompsonas mano, kad dalis plastiko gali būti įkalinta lede. 2014 birželį, jo komanda pranešė randanti iki 234 dalelių kubiniame metre Arkties jūros ledo – keliomis dydžio eilėmis daugiau, nei smarkiai užterštuose paviršinių vandenyno srovių vandenyse. Jis iškėlė mintį, kad jūros vandeniui virstant gėlu ledu, šis surenka ir koncentruoja mažas daleles. Kadangi yra apie 6 milijonus kvadratinių kilometrų jūrinio ledo, tai gali būti gigantiška plastiko talpykla. Jei ledas ištirptų, visa ši medžiaga vėl atsidurtų jūroje.

Neseniai Thompsono komanda atrado dar vieną plastiko kaupimosi vietą. Gruodį grupė publikavo duomenis, rodančius, kad Atlanto vandenyno, Viduržemio jūros ir Indijos vandenyno giliose nuosėdose yra iki 10 000 kartų daugiau mažų plastiko ir kitų polimerų, daugiausia gijų pavidalu, gabaliukų, nei paviršiniuose vandenyse. Mėginiuose buvo iki 800 000 dalelių kubiniame metre. Pavyzdžių paimta nedaug, vos 12 nuosėdų kernų iš septynių ekspedicijų, ir keturi koralų mėginiai, bet plastiko liekanų rasta juose visuose.

Ar jūrų dugno nuosėdos gali paaiškinti trūkstamą plastiką? Tai atrodo tikėtina, žinant, kad yra apie 300 milijonų kvadratinių kilometrų jūros dugno.

Kai kurios plastiko dalelės sunkesnės už vandenį ir skęsta, to tarpu kitas kolonizuoja, pavyzdžiui, fitoplanktonas, arba sulimpa su kitomis dalelėmis ir sklendžia link dugno kaip krentantis sniegas. Prie šio proceso gali prisidėti ir jūrų srovės, pažymi Thompsonas.

Patvirtinti šį modelį nebus paprasta. Nežinome mažų plastiko dalelių tankio jūroje, sako Law, kadangi neturime gerų priemonių ten išmatuoti ką nors mažesnį, nei 0,5 milimetro. Bet jūrų geochemikas Tracy’is Minceris iš Woods Hole’o okeanografijos instituto turi sprendimą. Jo grupė jūros vandenį tiria specialiu lazeriniu skenuojančiu mikroskopu. „Dar tik pradėjome darbą ir matome 2-20 mikrometrų dydžio plastiko daleles,“ sako jis.

Panaši spraga yra ir žiniose apie plastiko poveikį jūrų padarams. Žinome, kad didesnieji gyvūnai, tarkime, paukščiai, vėžliai, žuvys ir banginiai supainioja plastiko šiukšles su maistu, ir tada mirtinai užspringsta arba padvesia iš bado, kadangi užsikemša jų skrandžiai. Bet poveikis mažesniems jūrų gyventojams daug sudėtingesnis.

Kai kuriems mikrobams, plastikas yra viešbučio bufeto atitikmuo. Bet koks tvirtas paviršius vandenyne tampa rinktinių maisto medžiagų lėkšte, sako Minceris. Todėl tokios struktūros, kaip naftos platformos ar paskendę laivai tampa gyvybės oazėmis.

Kitos rūšys irgi naudojasi plaukiojančiomis šiukšlėmis. Visoje Didžiosios Ramiojo vandenyno atliekų sankaupoje ant plaukiojančio plastiko kiaušinėlius deda vandens čiuožikų rūšis Halobates sericeus. Daugėjant plastiko atliekų Ramiajame vandenyne, stiprėjo ir vabzdžio rėmimasis juo.

H. sericeus nėra vienas. Erikas Zettleris iš Jūrų švietimo asociacijos, dirbdamas su Minceriu ir Linda Amaral-Zettler iš Jūrų biologinės laboratorijos Woods Hole’e, atrado, kad plastikas netgi sukuria visiškai naują ekosistemą – Amaral-Zettler vadiną ją „plastisfera“. Kaip ir šaknis kolonizuojančios mikrobų rizosferos, yra atskira „plastiką kolonizuojančių padarų kasta“, pažymi Minceris. Labiausiai jo dėmesį patraukė Vibrio bakterijos. „Jos labai prisitaikiusios kolonizuoti paviršius ir gali būti patogeniškos,“ pažymi jis. Yra buvę atvejų, kai žmonės žvejodami įsidurdavo kabliuku ir gaudavo sunkiai pagydomą Vibrio infekciją, sako jis.

Patogeniškieji Vibrio kolonizuoja žuvų žarnyną, sunaudoja audinių maistines medžiagas ir druskas, bei, rinkdamos geležį, suskaido kraujo ląsteles. Pasišalinusios su išmatomis, jos gali prisitvirtinti prie plastiko gabalėlio, persigrupuoti ir užkrėsti kitą žuvį, supainiojusią jų buveinę su planktonu.

Plastikas gali būti naudingas ir virusams. „Negalime užtikrintai teigti „tai virusas“, bet metagenominiuose duomenyse, gautuose iš plastiko pavyzdžių, virusų signalų yra,“ sako Minceris. Tai nieko keisto, sako jis: vandenyje yra daug didesnė virusų koncentracija, nei mikrobų ląstelių. „Kuo daugiau žiūriu į genomų sekas, tuo daugiau komandai sakau plauti ranka ir būti atsargiems,“ sako jis.

Yra ir kitų priežasčių nerimauti dėl plastiko. Esama įrodymų, kad plastiko mikrodalelės patenka į maisto grandinę. Pavyzdžiui, Vibrio yra bioliumeniscuojantys mikroorganizmai, ir gali sukurti įspūdingą melsvai žalią vandens švytėjimą. „Vasaros naktimis traukiant tralus, dažnai galima išvysti tamsoje švytintį plastiką,“ sako Minceris. Tai, kad plastiko dalelės, aplipusios kenksmingais mikroorganizmais, švytėdamos mėgdžioja maistą „yra savotiškai velniška“, sako jis.

Mikroplastikai žuvims nėra gerai. Dalelės gali susilpninti maisto pasisavinimą, o irdamos išskirti galinčius pamėgdžioti hormonus priedus, tokius kaip ftalatai ir bisfenolis A, bei nuodingus ugnies gesiklius. Be to, plastikai gali veikti kaip kempinės ir sugerti organinius teršalus, pavyzdžiui, polichlorintus bifenilus, ir tokius pesticidus, kaip DDT. Tyrimai rodo, kad prie plastiko prilipę teršalai gali apnuodyti žuvis.

Šį poveikį galime pajusti ir mes. Pasak aplinkos toksikologės Lisbeth Van Cauwenberghe iš Ghento universiteto Belgijoje, valgydami jūrų moliuskus, kasmet galime praryti 11 000 mikroplastiko gabaliukų. Jos bandymai rodo, kad viename grame komerciškai auginamų dvigeldžių moliuskų audinio yra 0,36 mikroplastiko dalelių. Austrėse jų kiek daugiau. Reikėtų suvalgyti nemažai jūros gėrybių, sako Van Cauwenberghe, „bet mikroskopinės plastikų dalelės jūroje gali kelti grėsmę maisto saugumui“.

Taigi, kas ilgainiui nutiks visam išmestam plastikui? Atsakymas gali glūdėti nuošalaus Havajų Kamilo paplūdimio akmenyse. Čia poilsiautojai dažnai degina plastiką laužuose ir dabar smėlyje pilna „plastiglomeratų“, smėlio ir dirbtinių medžiagų mišinio, suklijuoto išlydytu plastiku. Nors kol kas jo randama nedaug, gali būti, kad panašios „plastikoceno“ nuosėdos gali formuotis paplūdimiuose, kur teka lava, arba kur miškų gaisrai ir ypatingai aukšta temperatūra, sako geologė Patricia Corcoran iš Vakarų Ontario universiteto Kanadoje. Corcoran ir jos kolegos surinko šimtus šios naujos „uolienos“ fragmentų ir mano, kad jie galiausiai galėtų atsidurti geologiniuose sluoksniuose.

Zalasiewiczius pritaria. „Mes kuriame naujas medžiagas, kurios labai plačiai paplinta aplinkoje. Kaip žinome, kad jos išliks?“ Zalasiewiczius tyrinėja fosilizuotą planktoną, kurio kiautas yra iš labai plono ir delikataus organinio polimero. „Žinome, kai jie keičiasi, atsidūrę uolienos sluoksnyje,“ sako mokslininkas: iš jų pasišalina vandenilis, azotas ir deguonis, telieka anglie plėvelė, arba būna padengiamas geležies sulfidais arba karbonatais, paliekančiais fosilijos įspaudą sluoksnyje. Panašiai ir plastikas, kai laikui bėgant, temperatūra ims kilti, polimerai ims skilti ir tamsėti,išlaisvindami šiek tiek naftos bei dujų ir teliks trapios anglies liekana. „Tuo remdamasis, nematau priežasčių, kodėl plastikiniai gėrimų buteliai ar CD negalėtų išsilaikyti kaip fosilijos – ne visai tokios, bet atpažįstamo liekanos,“ savarsto jis.

„Ką išties norėčiau išvysti, tai išsaugotus vinilinius ilgai grojančius (LP) įrašus – pakankamai gerai, kad būtų išsaugotos griovelių detalės,“ sako Zalasiewiczius. Ir kodėl ne? 500 milijonų metų Burgeso skalūnuose išsaugotose kirminų fosilijose matosi smulkūs grioveliai, galėję kurti spalvas, lauždami šviesą. Šiuos griovelius vieną nuo kito skiria mažiau, nei 1 mikrometras. Kadangi LP tarpai tarp griovelių yra maždaug 20 kartų platesni, visai gali būti, kad tinkamomis sąlygomis išliks ir jie. „Tai reikštų garsų struktūros fosilizavimą,“ sako Zalasiewiczius – geologiniuose įrašuose užrakinta muzika. Tad iš plastiko gali rastis ne viena uolienų rūšis ateities kartoms.

Šaltinis: technologijos.lt