Ученые Санкт-Петербургского государственного университета и Института озероведения РАН — Санкт-Петербургского Федерального исследовательского центра РАН первыми в мире изучили распространение микропластика в разных слоях водной толщи Ладожского озера. Исследование показало повышенные концентрации микропластика над слоем термоклина — границы между теплой водой смешанного верхнего слоя и более холодной водой нижних слоев озера. Результаты исследования, опубликованного в научном журнале Water Resources, позволяют обеспечивать экологический мониторинг Ладожского озера и своевременно отслеживать наличие пластика в воде.
Фото предоставлено Дарьей Тихоновой
Ладожское озеро, расположенное на территории Карелии и Ленинградской области, — крупнейшее пресноводное озеро в Европе, площадь которого составляет около 18 тысяч квадратных километров. В этот водоем впадают не менее 40 рек, из него берет начало Нева, на которой расположен Санкт-Петербург. Кроме того, на берегах Ладожского озера расположены множество поселений и городов, таких как Приозерск, Шлиссельбург, Питкяранта, Сортавала, Сясьстрой, Лахденпохья.
Акватория Ладожского озера является важным источником пресной воды для бытового и промышленного применения. Озеро также служит важной водной магистралью на Северо-Западе России и одной из ключевых территорий для отечественной рыбной промышленности.
Ученые много лет исследуют состояние Ладожского озера, одним из новых направлений изучения стало наличие микропластика (частиц меньше 5 мм) в воде. По словам ученых, это один из антропогенных загрязнителей окружающей среды, который оказывает большое негативное влияние на экологическое состояние водных объектов и прилегающих территорий.
На данный момент не существует универсальных подходов к его изучению и единой классификации уровня загрязнения микропластиком. Он устойчив к разложению и способен сорбировать на себе различные загрязнители, из-за чего может нанести вред живым организмам, накапливаясь в их внутренних органах и вызывая различные функциональные изменения. При этом большинство исследований, посвященных микропластику, концентрируются в первую очередь на оценке поверхностного слоя воды, слабо касаясь вертикального распределения: такие исследования проводятся преимущественно в морских акваториях, и немногие посвящены озерам.
Ученые ИНОЗ РАН — СПб ФИЦ РАН и исследователи Санкт-Петербургского государственного университета подтвердили присутствие микропластика в Ладожском озере, а также подробно изучили его содержание в различных слоях воды с учетом термического режима.
«Мы впервые показали, что повышенное содержание микропластика наблюдается над термоклином из-за высокого градиента плотности в этом слое. Когда в озере отсутствует стратификация (разделение толщи на слои) и распределение температур в воде одинаково, то микропластик распределяется более равномерно», — рассказала аспирантка кафедры гидрологии суши СПбГУ, младший научный сотрудник лаборатории комплексных проблем лимнологии ИНОЗ РАН — СПб ФИЦ РАН Дарья Тихонова.
Во время экспедиций на научно-исследовательских судах Карельского научного центра РАН в весенние и осенние гидрологические сезоны 2020−2022 годов ученые отобрали 140 образцов воды на различных глубинах до 70 метров в разных зонах Ладожского озера — всего было изучено 25 участков. Отбор проводился с помощью специальной насосной фильтровальной установки, которая позволяет получить пробы различных горизонтов водной толщи. Металлическая фильтр-сетка, установленная внутри, позволяет изучить осевшие на ней взвешенные частицы, в том числе микропластик.
Далее авторы работы изучили образцы при помощи оптического микроскопа, а также на оборудовании Научного парка СПбГУ с использованием метода рамановской спектроскопии, который позволяет анализировать жидкие образцы и присутствующие в них частицы. Метод основан на изучении молекулярных колебаний исследуемого вещества, что позволяет получить структурные «отпечатки пальцев», которые помогают идентифицировать молекулы.
Как отмечают авторы исследования, обнаруженные частицы микропластика неоднородны и могут происходить от различных пластиковых предметов (например, бутылок и пакетов), а также быть частями синтетической одежды. Вероятно, частицы микропластика могут задерживаться в термоклине из‑за его высокой плотности, в результате там же концентрируются осевшие органические вещества из верхнего слоя воды.
В дальнейшем ученые планируют проверить эту гипотезу, изучив распространение микропластика в разных местах Ладожского озера.
Информация и фото предоставлены пресс-службой СПбГУ