Нарастающее загрязнение морей и океанов пластиковыми отходами представляет собой одну из наиболее острых экологических проблем современности, создавая угрозу живым организмам, равновесию экосистемам и здоровью человека. Оценки предполагают, что до 95% массы пластика в океане находится сегодня в прибрежных зонах, где более крупные пластиковые объекты периодически выбрасываются на берег и смываются обратно, постепенно разрушаются – и экспортируются в открытое море главным образом в виде мелких частиц (микропластика). Однако конкретные механизмы работы этой «сортировочной системы» до сих пор обсуждались лишь отчасти и подтверждены натурными данными только для плавучего мусора. Данный проект предполагает исследование механизмов сортировки пластиковых объектов в прибрежной зоне моря под действием естественных гидрофизических факторов (поверхностного волнения, изменений уровня моря, с акцентом на штормовые ситуации) и оценку соответствующих потоков массы пластика между прибрежной зоной и пляжем, прибрежной зоной и открытым морем. Комплексный подход к оценке именно массы пластика, включающей объекты макро-, мезо-размера и микропластик, является актуальным на современном этапе исследований.
Натурные исследования будут направлены на выявление пространственного распределения загрязнения пластиком (в его массовом выражении) в прибрежной зоне (пляж / прибойная зона / прибрежный подводный склон) и открытых водах юго-восточной части Балтийского моря в пределах территориальных вод Российской Федерации. Будет проведено сравнение массы пластикового мусора на пляже (макро-, мезо-, микро-частицы (микропластик: 0.3-5 мм в данном проекте)) в спокойные периоды (метод OSPAR, метод рамок) и после шторма в штормовых бросах (модифицированный метод рамок) в разные сезоны. Поиск зон аккумуляции крупного пластика на подводном склоне предполагается проводить с борта плавсредства с помощью дроп-камеры. Отбор и обработка проб донного осадка позволит проверить, формируется ли зона аккумуляции микропластика на песчаных барах. Будет проведён отбор проб и анализ содержания частиц МП в прибрежных водах до, во время и после шторма, а также в водах открытого моря. Запланированы серии натурных экспериментов, которые позволят (i) исследовать механизм сортировки пластиковых частиц в зоне наката волн, (ii) оценить скорости оседания в морской воде реальных пластиковых и композитных объектов, выбрасываемых на береговую линию при различных характеристиках набегающего волнения, (iii) провести наблюдения и анализ поведения неплавучих объектов морского мусора в прибойной зоне.
Анализ натурных данных по распределению массы пластика в прибрежной зоне по размерам частиц (макро-, мезо-, микро-), по пространству и по средам (вода, дно, пляж) в сочетании с анализом сопутствующих гидрофизических условий позволит выявить основные механизмы и закономерности циклической миграции пластиковых объектов в прибрежной зоне бесприливного моря. Будут оценены потоки массы пластика в прибрежной зоне (из моря на берег после единичного шторма и в течение года; вниз по размерному ряду вследствие фрагментации) и вынос микропластика в открытое море. Для анализа предполагается использование методов математической статистики, вероятностных подходов и аппарата искусственных нейронных сетей.
В результате исследований будут раскрыты механизмы переноса и накопления нового вида загрязнений в прибрежной зоне моря, что расширяет возможности прогнозирования потенциальных угроз человеку и экосистемам.
