Оглавление 2
Введение 3
Глава 1. Описание предмета и объекта исследования 5
1.1 Проблема микропластика в Мировом океане 5
1.1.1 Мониторинг микропластика в водной среде 9
1.2 Физико-географическая Характеристика Невской губы Финского
залива 12
1.3 Микропластик в Балтийском море и Финском заливе 14
Глава 2. Материалы и методы исследования 22
2.1 Методы исследования 22
2.1.1 Выбор средней скорости гравитационного оседания 27
2.2 Описание исходных данных 28
Глава 3. Анализ полученных результатов 32
3.1 Результаты моделирования и сравнение с данными наблюдений . 32
3.2 Рекомендации по снижению поступления микропластика в
окружающую среду 40
Заключение 44
Список использованных источников 46
На сегодняшний день пластик нашел применение во всех сферах нашей жизни благодаря широкому спектру его характеристик. Он может обладать различными качествами, которых нет у натуральных материалов. Пластик незаменим в различных секторах экономики. Это и упаковка пищевых продуктов, текстильная промышленность, медицина, электроника и даже строительство [1].
Пластик универсален, долговечен и прочен. Он обладает низкой плотностью и высоким электрическим сопротивлением. Также он устойчив к воздействию многих химикатов.
Но его долговечность имеет и обратную сторону. Пластик составляет от 50% до 90% всего морского мусора [1]. Численность населения планеты неуклонно растет и вместе с этим увеличивается потребление. Современный образ жизни нераздельно связан с большим количеством товаров одноразового пользования. Легкая и практичная одноразовая пластиковая посуда и упаковка является одним из главных источников мусора.
Балтийское море имеет ряд особенностей, обуславливающих низкую устойчивость его экосистемы к внешним воздействиям. Это очень мелководное море, имеющее низкую соленость. Кроме того, оно сообщается с океаном лишь несколькими довольно узкими проливами. Как следствие, скорость очищения вод довольно низкая. Невская Губа подвержена мощной антропогенной нагрузке. Частицы микропластика, постоянно прибывающие со стоком рек и очистных сооружений в акваторию Невской Губы вследствие медленного очищения воды могут значительно повлиять на экосистему Балтийского моря. А от её состояния напрямую зависит санитарно-эпидемиологическая обстановка в г. Санкт-Петербурге и Ленинградской области, их рекреационный потенциал.
В связи с этим целью настоящей работы является изучение механизмов распространения частиц микропластика в Невской губе и в восточной части Финского залива, предположительно поступающего со стоком Невы в условиях, приближенных к реальным гидродинамическим показателям. В качестве средств используется высокоразрешающая численная модель распространения частиц микропластика и данные мониторинга загрязнения побережья пластиковым мусором. Численная модель основана на Принстонской Модели Океана и предоставлена лабораторией моделирования океанских бигеохимических циклов Санкт-Петербургского филиала института океанологии им. П.П. Ширшова РАН. Также данное исследование позволит определить влияние речного стока и циркуляции вод на формирование областей повышенной концентрации пластика в прибрежной зоне и его аккумуляции в осадочных отложениях водоёмов лагунного типа, к которым относится Невская губа и примыкающая часть Финского залива.
Для выполнения цели был поставлен ряд задач:
1) Изучить понятие микропластика, выяснить его влияние на водные экосистемы, произвести обзор научных публикаций по этой теме;
2) Охарактеризовать объект исследования - Невскую губу Финского залива;
3) Изучить имеющиеся данные по мониторингу микропластика в акватории Невской губы;
4) При помощи численного моделирования воспроизвести картину распространения частиц микропластика в акватории Невской губы;
5) Результаты расчетов сравнить с данными наблюдений, проанализировать полученные результаты и сделать выводы.
В ходе данной работы была рассмотрена проблема загрязнения микропластиком водных экосистем. Выявлена необходимость принимать меры по предупреждению его распространения в окружающей среде. Особенно актуальной данная проблема является для водных экосистем, испытывающих высокое антропогенное воздействие, таких как Невская губа Финского залива.
В качестве исходных данных были использованы результаты ежегодно проводимого лабораторией PlasticLab РГГМУ мониторинга загрязнения микропластиком вод и прибрежной зоны исследуемой акватории. При помощи методов математического моделирования были получены данные о распределении частиц микропластика в Невской губе, а также об изменении донного слоя оседающих частиц.
Была получена интегральная картина пространственного распределения зон, в которых осаждается переносимая потоком взвесь при заданной скорости ее гравитационного опускания. Полученную оценку можно использовать для обоснования выбора районов для будущих работ по мониторингу загрязнения микропластиком вод прибрежной зоны и побережья восточной части Финского залива.
Максимальные значения толщины донного слоя частиц оседающей фракции отмечаются вблизи устьевых рукавов Невы, западнее эта толщина монотонно уменьшается до КЗС и далее за ними вплоть до западной границы. Также имеется тенденция к накоплению оседающих частиц в северной части изучаемой области. Данные мониторинга загрязнения пляжей косвенно подтверждают полученные результаты. Наибольшее количество микромусора было обнаружено в песках северной части Невской губы.
Полученные данные свидетельствуют о том, что речной сток и циркуляция вод оказывают значительное влияние на формирование областей повышенной концентрации пластика в прибрежной зоне и их аккумуляции в осадочных отложениях. Однако в данном исследовании рассматривался только один из возможных источников поступления микропластика в Финский залив - воды Невы. Следует провести исследования, включающие другие возможные источники микропластика. Среди них бытовые городские стоки, перенос с городских свалок на суше на поверхность воды штормовыми ветрами.
