ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПЛАСТИКОВЫМИ ОТХОДАМИ ОХОТОМОРСКОГО И ТИХООКЕАНСКОГО ПОБЕРЕЖИЙ В ПРЕДЕЛАХ ЮЖНО-КАМЧАТСКОГОЗАКАЗНИКА И ГОРОДА ПЕТРОПАВЛОВСКА-КАМЧАТСКОГО
|
Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Общие сведения о Южно-Камчатском заказнике 8
1.1 Выводы по главе 11
2 Физико-географическая характеристика Южно-Камчатского заказника .... 12
2.1 Рельеф и геология 16
2.2 Климат 17
2.3 Гидрологическая характеристика 19
2.4 Почвенный покров 21
2.5 Растительность 22
2.6 Животный мир 26
2.7 Выводы по главе 31
3 Методика учета морского мусора на Охотоморском побережье 32
3.1 Методика отбора проб в прибрежных зонах 32
3.2 Методика нахождения и извлечения микропластика из прибрежных
грунтов и донных отложений 35
3.3 Выводы по главе 41
4 Ход работы по учету морского мусора на Охотоморском побережье 42
4.1 Ход работы при отборе проб в прибрежных зонах 59
4.2 Выводы по главе 74
5 Результаты исследований проб на наличие микропластика и анализмезопластика 76
5.1 Выводы по главе 88
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 90
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 95
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Общие сведения о Южно-Камчатском заказнике 8
1.1 Выводы по главе 11
2 Физико-географическая характеристика Южно-Камчатского заказника .... 12
2.1 Рельеф и геология 16
2.2 Климат 17
2.3 Гидрологическая характеристика 19
2.4 Почвенный покров 21
2.5 Растительность 22
2.6 Животный мир 26
2.7 Выводы по главе 31
3 Методика учета морского мусора на Охотоморском побережье 32
3.1 Методика отбора проб в прибрежных зонах 32
3.2 Методика нахождения и извлечения микропластика из прибрежных
грунтов и донных отложений 35
3.3 Выводы по главе 41
4 Ход работы по учету морского мусора на Охотоморском побережье 42
4.1 Ход работы при отборе проб в прибрежных зонах 59
4.2 Выводы по главе 74
5 Результаты исследований проб на наличие микропластика и анализмезопластика 76
5.1 Выводы по главе 88
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 90
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 95
Южно-Камчатский заказник - это уникальный природный объект, расположенный на полуострове Камчатка в России. Его территория сформировалась под воздействием вулканической активности, и большая часть территории представляет собой удивительную красоту дикой природы, нетронутую антропогенной деятельностью. Заказник притягивает внимание учёных и экологов со всего мира благодаря своему разнообразию флоры и фауны, а также ошеломляющему ландшафту. В заказнике запрещены некоторые виды человеческой деятельности, включая промышленное рыболовство, спортивную и любительскую охоту, вырубку лесов, мелиоративные мероприятия и иные виды деятельности человека, способные нанести ущерб охраняемым объектам животного мира и среде их обитания, что в свою очередь может повлиять на снижение экологической ценности заказника. Очень важно соблюдать установленные правила посещения заказника в целях сохранения природы и собственной личной безопасности.
Актуальность темы выпускной квалификационной работы обусловлена нарастающей проблемой загрязнения морских побережий пластиком, особенно в контексте нетронутых и заповедных территорий. Исследование, направленное на выявление микропластика, мезопластика, а также учёт макропластика на побережьях, является частью глобальной проблемы загрязнения окружающей среды. Микропластик способен накапливаться в биосфере, охватывающей нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу (пресные и морские воды) и верхнюю часть литосферы Земли. Южно-Камчатский заказник проводит оценку загрязнения побережий по наличию фракций пластика, так как пластик имеет различные источники поступления, которые необходимо контролировать и разрабатывать мероприятия, уменьшающие антропогенную нагрузку. Тема является актуальной потому, что подобные исследования позволяют оценивать и сравнивать уровень загрязнения на побережьях заповедных территорий и городов. Регулярный контроль позволяет отслеживать изменения на побережьях во времени и оценивать эффективность принимаемых мер по охране окружающей среды заповедных территорий.
Целью работы является изучение антропогенного воздействия на побережья Охотского моря в пределах Южно-Камчатского заказника, а также Авачинской бухты и Халактырского пляжа в пределах города Петропавловска-Камчатска, связанного с загрязнением пластиком.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Провести учет морского мусора на Охотоморском побережье;
2. Провести описание найденного мусора у побережий Охотского моря, Авачинской бухты и Халактырского пляжа;
3. Провести исследование прибрежных зон, отбирая пробы на мезопластик и микропластик;
4. Подготовить пробы к лабораторным исследованиям;
5. Провести камеральные работы;
6. Составить оценку загрязнения пластиковыми отходами объектов исследования.
Объектом исследования является побережья Охотского моря в пределах Южно-Камчатского заказника, а также Авачинской бухты и Халактырского пляжа в пределах города Петропавловска-Камчатска.
Предметом исследования являются различные фракции пластика на исследуемых побережьях.
В рамках работы применялись следующие методы исследования:
1. Сравнительно-описательный;
2. Аэрокосмический;
3. Экспедиционный;
4. Лабораторный.
Особую благодарность выражаю научному руководителю Кнаубу
Роману Викторовичу и старшему преподавателю Игнатьевой Анне Владимировне за помощь и наставничество в подготовке полевых и лабораторных работ на протяжении всего времени и предоставлению методических материалов, за предоставление оборудования директору центра коллективного пользования «Аналитический центр геохимии природных систем» Кремеру Ивану Олеговичу. Сердечно благодарю Екатерину Шитц за постоянную поддержку, помощь и содействие в реализации работ в ЮжноКамчатском заказнике, инспекторам Аргееву Илье и Галиеву Максиму за защиту, охрану и профессиональное безопасное нахождение на территории заказника, водителю-механику Николаеву Юрию Алексеевичу, научной библиотеке Кроноцкого заповедника за предоставленную литературу. Искренне признательна жителям посёлка Озерновский за их гостеприимность и добро.
Актуальность темы выпускной квалификационной работы обусловлена нарастающей проблемой загрязнения морских побережий пластиком, особенно в контексте нетронутых и заповедных территорий. Исследование, направленное на выявление микропластика, мезопластика, а также учёт макропластика на побережьях, является частью глобальной проблемы загрязнения окружающей среды. Микропластик способен накапливаться в биосфере, охватывающей нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу (пресные и морские воды) и верхнюю часть литосферы Земли. Южно-Камчатский заказник проводит оценку загрязнения побережий по наличию фракций пластика, так как пластик имеет различные источники поступления, которые необходимо контролировать и разрабатывать мероприятия, уменьшающие антропогенную нагрузку. Тема является актуальной потому, что подобные исследования позволяют оценивать и сравнивать уровень загрязнения на побережьях заповедных территорий и городов. Регулярный контроль позволяет отслеживать изменения на побережьях во времени и оценивать эффективность принимаемых мер по охране окружающей среды заповедных территорий.
Целью работы является изучение антропогенного воздействия на побережья Охотского моря в пределах Южно-Камчатского заказника, а также Авачинской бухты и Халактырского пляжа в пределах города Петропавловска-Камчатска, связанного с загрязнением пластиком.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Провести учет морского мусора на Охотоморском побережье;
2. Провести описание найденного мусора у побережий Охотского моря, Авачинской бухты и Халактырского пляжа;
3. Провести исследование прибрежных зон, отбирая пробы на мезопластик и микропластик;
4. Подготовить пробы к лабораторным исследованиям;
5. Провести камеральные работы;
6. Составить оценку загрязнения пластиковыми отходами объектов исследования.
Объектом исследования является побережья Охотского моря в пределах Южно-Камчатского заказника, а также Авачинской бухты и Халактырского пляжа в пределах города Петропавловска-Камчатска.
Предметом исследования являются различные фракции пластика на исследуемых побережьях.
В рамках работы применялись следующие методы исследования:
1. Сравнительно-описательный;
2. Аэрокосмический;
3. Экспедиционный;
4. Лабораторный.
Особую благодарность выражаю научному руководителю Кнаубу
Роману Викторовичу и старшему преподавателю Игнатьевой Анне Владимировне за помощь и наставничество в подготовке полевых и лабораторных работ на протяжении всего времени и предоставлению методических материалов, за предоставление оборудования директору центра коллективного пользования «Аналитический центр геохимии природных систем» Кремеру Ивану Олеговичу. Сердечно благодарю Екатерину Шитц за постоянную поддержку, помощь и содействие в реализации работ в ЮжноКамчатском заказнике, инспекторам Аргееву Илье и Галиеву Максиму за защиту, охрану и профессиональное безопасное нахождение на территории заказника, водителю-механику Николаеву Юрию Алексеевичу, научной библиотеке Кроноцкого заповедника за предоставленную литературу. Искренне признательна жителям посёлка Озерновский за их гостеприимность и добро.
Человек, обладая разумом, научился не только использовать природу, но и осознать необходимость её защиты от своей деятельности. Создание заказника, начиная с Ленинского Декрета 1921 года, стало важным шагом в охране природы. Главной целью охраны природных комплексов юга Камчатки - ландшафтов, животных и растений, морской акватории - стало создание Южно-Камчатского заказника. Включение заказника в список Всемирного природного наследия ЮНЕСКО в номинации «Вулканы Камчатки» подчеркивает его значимость для глобального биоразнообразия и охраны окружающей среды. В Камчатском крае это единственный заказник федерального уровня. Образование заказника повлияло и на изменение традиционного образа жизни коренных народов, проживающих на территории Камчатки, которые ранее занимались охотой, рыболовством и сбором дикоросов на территории заказника. Международное признание ЮжноКамчатского заказника обусловлено его высоким статусом и наличием уникальных природных объектов, которые делают его одним из самых ценных и важных участков дикой природы в мире.
Территория Южно-Камчатского заказника расположена на крайнем юге полуострова Камчатка. Уникальное географическое положение заказника определяется его расположением на стыке Камчатского полуострова и Тихоокеанского региона, а также удаленностью от крупных населенных пунктов и основных транспортных магистралей. Заказник отличается высоким биологическим разнообразием, представленным крупнейшей в мире популяцией бурых медведей, крупнейшим в Евразии нерестилищем тихоокеанских лососей, куда ежегодно возвращаются миллионы особей для размножения. Рельеф Южно-Камчатского заказника разнообразен, а климат суров. Активная вулканическая деятельность и наличие термальных источников приводят к тому, что многие реки и озера не замерзают вовсе либо покрываются льдом поздно и ненадолго. Преобладающими почвами являются формирующиеся на вулканических породах разновидности, такие как охристые и слоисто-пепловые. Заказник включает 30 видов растений занесённые в Красную книгу. Животный мир Южно-Камчатского заказника - это сочетание богатой фауны, приспособленной к суровым условиям полуострова.
Исследование загрязнения Охотоморского побережья ЮжноКамчатского заказника морским мусором проводилось с использованием адаптированных протоколов и рекомендаций Конвенции OSPAR, дополненных дополнительными параметрами оценки состава и особенностей загрязнений. Объектом исследования стали макропластик, мезопластик и микропластик. Для сбора образцов применялись различные методы, включая визуальное обследование территории, ручную сортировку и упаковку отходов. Полученные данные определяют основные материалы, типы, категории и бренды мусора, встречающиеся на данной территории, обеспечивая комплексную оценку уровня загрязнения побережья. Исследование по микропластику и мезопластику включало выборку проб методом рамок, металлических сит и лабораторных анализов. Можно резюмировать, что методика нахождения и извлечения микропластика из прибрежных грунтов и донных отложений в предлагаемом виде выше, может с успехом применяться для анализа разных пластиковых фракций с размером от 0.3 до 5 мм в диаметре. Для более точной оценки концентраций волокон в пробах рекомендуется доработка методики.
Охотоморское побережье Южно-Камчатского заказника подвержено значительному загрязнению морским мусором, которое влияет на биоразнообразие, среду обитания животных, растений и самого человека. Морской мусор также повреждает кораллы, перекрывает доступ солнечного света нарушая фотосинтез растений и загрязняет побережья въедаясь в песок. Микропластик, попадающий в организм человека с пищей и водой, может вызывать различные проблемы со здоровьем.
Производился сбор мусора с поверхности трёх многолетних мониторинговых исследуемых участков Охотоморского побережья. В совокупности на трех участках было найдено 286 элемента мусора, по массе в
151,2 кг. В Южно-Камчатском заказнике по количеству доминировали бутылки пластиковые, обработанная древесина, верёвки. По массе морского мусора в заказнике наибольшую долю составили рыболовные снаряжения, фрагменты металла и обработанная древесина. В связи с большим количеством элементов морского мусора, для упрощения его идентификации и была придумана методика по учету морского мусора. На заповедных побережьях он способен накапливаться в связи с ограниченной возможностью человека посодействовать его уменьшению. Но ФГБУ «Кроноцкий государственный заповедник» разрабатывает программу эффективной очистки прибрежных особо охраняемых природных территорий России от мусора, выброшенного морем, и организации временных полевых лагерей с привлечением волонтёров.
На Халактырском пляже обнаружено 20 элементов мусора общей массой 1,3 кг, тогда как на Авачинской бухте зафиксировано всего 4 элементов мусора весом 0,3 кг. Высокая посещаемость обоих участков способствует активному участию местных жителей в уборке территории, что помогает не накапливать макропластик на участках, а значительно сократить количество оставляемого людьми мусора и приносимого мусора с океана. Отбор проб проводился на Охотоморском побережье, Халактырском пляже и Авачинской бухте. На Охотоморском побережье Южно-Камчатского заказника пробы на наличие мезопластика и микропластика отбирались впервые.
Основная доля обнаруженного микропластика представлена лесками и нитями, составляющими 93 % и 7 % соответственно от общего количества. Это делает необходимым внедрение более строгих правил обращения с отходами и повышение осведомлённости населения о последствиях пластикового загрязнения. Эти компоненты поступают преимущественно из рыболовной индустрии, играющей важную роль в экономике региона.
Методом высушивания установлено, что основное уменьшение массы произошло за счёт потерь влаги, особенно заметных в донных отложениях, подвергшихся влиянию солёной воды. Эта методика подтвердила правильность подбора контрольных точек и методик забора проб. Анализ показал, что наибольшая концентрация микропластика наблюдается на Халактырском пляже (474 элемента), затем идут Охотоморское побережье (446 элементов) и Авачинская бухта (435 элементов). Несмотря на предварительные предположения о высоком уровне загрязнения Авачинской бухты, фактически именно Халактырский пляж оказался лидером по числу пластиковых микрочастиц.
По количеству найденных элементов мезопластика на Авачинской бухте отмечено максимальное число элементов 28. Напротив, наименьшее количество было зафиксировано на Охотоморском побережье 6 элементов. На Халактырском пляже найдено 10 элементов, что ставит этот участок посередине по уровню загрязнения. Присутствие типичных бытовых предметов, таких как фантики и полиэтиленовая плёнка, служит доказательством массового потребления продуктов питания. Большинство найденных элементов имеют непосредственное отношение к повседневному использованию человеком. Должны проводиться мероприятия по поддержанию чистоты побережий должны включать меры, направленные на повышение культуры поведения отдыхающих, это касается Авачинской бухты и Халактырского пляжа. Что касается Охотоморского побережья найденный мезопластик - это продукты распада макропластика. Когда крупные фрагменты подвергаются физическому воздействию, они постепенно разрушаются и превращаются в мезопластик. Этот процесс продолжается вплоть до образования ещё меньших фракций микропластика.
Анализ полученных результатов исследования проб, содержащих микропластик, позволил установить его присутствии на побережьях. Среди проанализированных 18 проб, предназначенных для обнаружения и измерения концентрации микропластика. В ходе проведенного исследования из общего 93
числа 24 проб, 18 проб были специально отобраны для анализа на наличие микропластика. Результаты исследования продемонстрировали, что полноценные частицы пластика оказались зафиксированными исключительно в одной пробе из 18 проб микропластика. Остальные образцы содержали незначительное количество нитей, волокон и т.д. Это свидетельствует о средней распространенности микропластика в исследуемых образцах и подчеркивает необходимость дальнейших исследований для более глубокого понимания его присутствия на побережьях полуострова Камчатка.
Полученные данные подчеркивают важность реализации мероприятий по снижению уровня загрязнения, обеспечению защиты как заказника, так и других территорий. Должны продолжаться разработки по сохранению уникального животного и растительного мира, а также особых природных объектов заказника. Это остается приоритетной задачей для поддержания целостности и сохранности данной особо охраняемой природной территории.
Территория Южно-Камчатского заказника расположена на крайнем юге полуострова Камчатка. Уникальное географическое положение заказника определяется его расположением на стыке Камчатского полуострова и Тихоокеанского региона, а также удаленностью от крупных населенных пунктов и основных транспортных магистралей. Заказник отличается высоким биологическим разнообразием, представленным крупнейшей в мире популяцией бурых медведей, крупнейшим в Евразии нерестилищем тихоокеанских лососей, куда ежегодно возвращаются миллионы особей для размножения. Рельеф Южно-Камчатского заказника разнообразен, а климат суров. Активная вулканическая деятельность и наличие термальных источников приводят к тому, что многие реки и озера не замерзают вовсе либо покрываются льдом поздно и ненадолго. Преобладающими почвами являются формирующиеся на вулканических породах разновидности, такие как охристые и слоисто-пепловые. Заказник включает 30 видов растений занесённые в Красную книгу. Животный мир Южно-Камчатского заказника - это сочетание богатой фауны, приспособленной к суровым условиям полуострова.
Исследование загрязнения Охотоморского побережья ЮжноКамчатского заказника морским мусором проводилось с использованием адаптированных протоколов и рекомендаций Конвенции OSPAR, дополненных дополнительными параметрами оценки состава и особенностей загрязнений. Объектом исследования стали макропластик, мезопластик и микропластик. Для сбора образцов применялись различные методы, включая визуальное обследование территории, ручную сортировку и упаковку отходов. Полученные данные определяют основные материалы, типы, категории и бренды мусора, встречающиеся на данной территории, обеспечивая комплексную оценку уровня загрязнения побережья. Исследование по микропластику и мезопластику включало выборку проб методом рамок, металлических сит и лабораторных анализов. Можно резюмировать, что методика нахождения и извлечения микропластика из прибрежных грунтов и донных отложений в предлагаемом виде выше, может с успехом применяться для анализа разных пластиковых фракций с размером от 0.3 до 5 мм в диаметре. Для более точной оценки концентраций волокон в пробах рекомендуется доработка методики.
Охотоморское побережье Южно-Камчатского заказника подвержено значительному загрязнению морским мусором, которое влияет на биоразнообразие, среду обитания животных, растений и самого человека. Морской мусор также повреждает кораллы, перекрывает доступ солнечного света нарушая фотосинтез растений и загрязняет побережья въедаясь в песок. Микропластик, попадающий в организм человека с пищей и водой, может вызывать различные проблемы со здоровьем.
Производился сбор мусора с поверхности трёх многолетних мониторинговых исследуемых участков Охотоморского побережья. В совокупности на трех участках было найдено 286 элемента мусора, по массе в
151,2 кг. В Южно-Камчатском заказнике по количеству доминировали бутылки пластиковые, обработанная древесина, верёвки. По массе морского мусора в заказнике наибольшую долю составили рыболовные снаряжения, фрагменты металла и обработанная древесина. В связи с большим количеством элементов морского мусора, для упрощения его идентификации и была придумана методика по учету морского мусора. На заповедных побережьях он способен накапливаться в связи с ограниченной возможностью человека посодействовать его уменьшению. Но ФГБУ «Кроноцкий государственный заповедник» разрабатывает программу эффективной очистки прибрежных особо охраняемых природных территорий России от мусора, выброшенного морем, и организации временных полевых лагерей с привлечением волонтёров.
На Халактырском пляже обнаружено 20 элементов мусора общей массой 1,3 кг, тогда как на Авачинской бухте зафиксировано всего 4 элементов мусора весом 0,3 кг. Высокая посещаемость обоих участков способствует активному участию местных жителей в уборке территории, что помогает не накапливать макропластик на участках, а значительно сократить количество оставляемого людьми мусора и приносимого мусора с океана. Отбор проб проводился на Охотоморском побережье, Халактырском пляже и Авачинской бухте. На Охотоморском побережье Южно-Камчатского заказника пробы на наличие мезопластика и микропластика отбирались впервые.
Основная доля обнаруженного микропластика представлена лесками и нитями, составляющими 93 % и 7 % соответственно от общего количества. Это делает необходимым внедрение более строгих правил обращения с отходами и повышение осведомлённости населения о последствиях пластикового загрязнения. Эти компоненты поступают преимущественно из рыболовной индустрии, играющей важную роль в экономике региона.
Методом высушивания установлено, что основное уменьшение массы произошло за счёт потерь влаги, особенно заметных в донных отложениях, подвергшихся влиянию солёной воды. Эта методика подтвердила правильность подбора контрольных точек и методик забора проб. Анализ показал, что наибольшая концентрация микропластика наблюдается на Халактырском пляже (474 элемента), затем идут Охотоморское побережье (446 элементов) и Авачинская бухта (435 элементов). Несмотря на предварительные предположения о высоком уровне загрязнения Авачинской бухты, фактически именно Халактырский пляж оказался лидером по числу пластиковых микрочастиц.
По количеству найденных элементов мезопластика на Авачинской бухте отмечено максимальное число элементов 28. Напротив, наименьшее количество было зафиксировано на Охотоморском побережье 6 элементов. На Халактырском пляже найдено 10 элементов, что ставит этот участок посередине по уровню загрязнения. Присутствие типичных бытовых предметов, таких как фантики и полиэтиленовая плёнка, служит доказательством массового потребления продуктов питания. Большинство найденных элементов имеют непосредственное отношение к повседневному использованию человеком. Должны проводиться мероприятия по поддержанию чистоты побережий должны включать меры, направленные на повышение культуры поведения отдыхающих, это касается Авачинской бухты и Халактырского пляжа. Что касается Охотоморского побережья найденный мезопластик - это продукты распада макропластика. Когда крупные фрагменты подвергаются физическому воздействию, они постепенно разрушаются и превращаются в мезопластик. Этот процесс продолжается вплоть до образования ещё меньших фракций микропластика.
Анализ полученных результатов исследования проб, содержащих микропластик, позволил установить его присутствии на побережьях. Среди проанализированных 18 проб, предназначенных для обнаружения и измерения концентрации микропластика. В ходе проведенного исследования из общего 93
числа 24 проб, 18 проб были специально отобраны для анализа на наличие микропластика. Результаты исследования продемонстрировали, что полноценные частицы пластика оказались зафиксированными исключительно в одной пробе из 18 проб микропластика. Остальные образцы содержали незначительное количество нитей, волокон и т.д. Это свидетельствует о средней распространенности микропластика в исследуемых образцах и подчеркивает необходимость дальнейших исследований для более глубокого понимания его присутствия на побережьях полуострова Камчатка.
Полученные данные подчеркивают важность реализации мероприятий по снижению уровня загрязнения, обеспечению защиты как заказника, так и других территорий. Должны продолжаться разработки по сохранению уникального животного и растительного мира, а также особых природных объектов заказника. Это остается приоритетной задачей для поддержания целостности и сохранности данной особо охраняемой природной территории.
