Подводные трубопроводы могут ежегодно выбрасывать в море сотни тонн микропластика

Нефтегазовая промышленность могла оставить на дне моря гораздо больше пластика, чем считалось ранее. Ученые из Университета Плимута исследовали пластиковые материалы, которые использовались для покрытия подводных трубопроводов и другой инфраструктуры на британском континентальном шельфе. Об этом пишет Phys.

Сколько пластика скрыто под водой?

Речь идет не только о самих трубопроводах. Исследователи также учли подводные умбиликалы – системы, в состав которых входят шланги, кабели и другие элементы, необходимые для работы морских нефтегазовых объектов.

По оценкам ученых, общая масса пластика, использованного в покрытиях трубопроводов и умбиликалей на британском континентальном шельфе, составляет почти 220 000 тонн.

Эта территория охватывает значительную часть Северного моря, где сосредоточена основная нефтегазовая деятельность Великобритании, а также участки Северной Атлантики, Ирландского моря и Ла-Манша.

Однако после завершения эксплуатации все эти материалы не обязательно будут извлечены из моря. Исследователи подсчитали, что около 120 000 тонн пластика могут остаться в морской среде после вывода соответствующей инфраструктуры из эксплуатации. В дальнейшем эти материалы могут постепенно разрушаться под воздействием окружающей среды и становиться источником микропластика.

Как пластик из труб попадает в океан?

Пластиковые компоненты подводной инфраструктуры могут разрушаться не мгновенно, а в течение длительного времени. Одним из ключевых механизмов деградации ученые называют постоянное воздействие песка на морском дне.

Течения и движение осадочных пород могут приводить к контакту песка с поверхностью трубопроводов. Постоянное трение постепенно повреждает пластиковые покрытия, после чего от них могут отрываться мелкие частицы. На скорость этого процесса также влияют условия, в которых находится трубопровод.

Если конструкция частично или полностью открыта на морском дне, ее поверхность непосредственно контактирует с окружающей средой. В то же время некоторые трубопроводы могут быть частично покрыты бетонными конструкциями, полностью погребены под отложениями или проложены в траншеях. Состояние морского дна также может меняться со временем. Движение отложений способно обнажать ранее засыпанные участки трубопроводов, вновь подвергая полимерное покрытие воздействию воды и абразивных частиц.

На небольших глубинах дополнительным фактором может быть ультрафиолетовое излучение. На больших глубинах давление возрастает, и это может способствовать тому, что некоторые полимеры становятся более хрупкими и уязвимыми к истиранию и фрагментации.

Сколько микропластика может образовываться?

Ученые использовали несколько моделей, чтобы оценить потенциальный масштаб загрязнения. Результаты показали очень широкий диапазон – от 4,5 до 500 тонн микропластика в год.

Точный объем зависит от условий окружающей среды и от того, насколько быстро пластиковые материалы будут разрушаться. Для сравнения: по оценкам исследователей, британские реки ежегодно выносят в Северное море от 4 до 16,5 тонн пластика.

Верхний предел оценки для подводной нефтегазовой инфраструктуры – 500 тонн в год – также более чем в семь раз превышает количество микропластика в виде микрогранул из косметических средств, которое попадало в Северное море ежегодно до введения запрета на такие частицы в Великобритании.

Это не означает, что именно 500 тонн микропластика гарантированно будет попадать в море каждый год. Речь идет о верхней оценке, полученной при определенных условиях моделирования. В то же время даже нижний предел показывает, что старые пластиковые материалы на морском дне могут быть важным источником загрязнения.

Почему это угрожает морским организмам?

Исследователи также использовали анализ Predicted No-Effect Concentration, или PNEC. Этот подход позволяет оценить концентрации вещества или загрязнителя, при которых не ожидается негативного воздействия на организмы.

Моделирование показало, что микропластик, который будет постепенно накапливаться из-за старой нефтегазовой инфраструктуры, потенциально может оказывать воздействие на морские организмы на значительных площадях.

Особую обеспокоенность вызывает то, что пластик является очень стойким материалом. Даже после завершения эксплуатации трубопровода он не исчезает из окружающей среды. Напротив, его воздействие может продолжаться в течение длительного времени из-за постепенного разрушения и образования более мелких частиц. По словам Фрейи Мендрик, научной сотрудницы Школы биологических и морских наук Университета Плимута и ведущей авторы исследования, это первая оценка массы пластика, содержащегося в нефтегазовой инфраструктуре на британском континентальном шельфе.

"Наше исследование является первым, в котором оценена масса пластика, что содержится в нефтегазовой инфраструктуре на британском континентальном шельфе, причем более 120 000 тонн пластика потенциально могут остаться в морской среде после вывода из эксплуатации", – сказала Мендрик.

По ее словам, результаты помогают лучше понять потенциальные экологические риски таких материалов и указывают на ранее недостаточно изученный источник микропластикового загрязнения. Исследовательница также подчеркнула, что выводы имеют значение не только для нефтяной и газовой промышленности, но и для процессов демонтажа морской инфраструктуры в других странах мира.

Нужно ли изменить правила демонтажа трубопроводов?

Ученые считают, что результаты исследования должны учитываться при принятии решений о будущем старой морской инфраструктуры.

Исследовательская группа рекомендует официально включить потенциальные последствия воздействия старых пластиковых материалов в процессы планирования, согласования и принятия решений о демонтаже нефтегазовых объектов. Это касается не только уже проложенных трубопроводов. По мнению ученых, эту проблему необходимо учитывать еще до начала строительства новой энергетической и другой морской инфраструктуры.

Сара Галл, преподавательница по охране морской среды Школы биологических и морских наук и главный исследователь проекта, финансируемого программой INSITE, назвала принятие решений о демонтаже чрезвычайно сложным процессом.

"Чтобы решения обеспечивали наилучшие возможные результаты для окружающей среды и общества, они должны основываться на надежных и независимых научных данных", – отметила она.

По словам Галл, исследование помогает сформировать доказательную базу для принятия решений по вопросам пластика в трубопроводах и умбиликалах на международном уровне. Оно также демонстрирует потенциальные риски, связанные с оставлением инфраструктуры на морском дне.

Почему важны даже небольшие источники микропластика?

Ричард Томпсон, профессор и руководитель International Marine Litter Research Unit Университета Плимута, ранее возглавлял исследования других источников микропластика. Среди них – микрогранулы из косметики, частицы автомобильных шин и волокна, которые попадают в воду при стирке одежды.

По его мнению, потенциальный вклад старой нефтегазовой инфраструктуры нельзя считать незначительным.

"Существует много источников микропластикового загрязнения, но количество пластика, которое, по нашим оценкам, может ежегодно образовываться из этих старых материалов на британском континентальном шельфе, не является незначительным", – сказал Томпсон.

Он подчеркнул парадокс пластиковых материалов в морской инфраструктуре: они могут выполнять важную функцию во время эксплуатации, но их потенциальное воздействие на окружающую среду не обязательно прекращается после того, как трубопровод перестает работать.

По мнению ученого, из результатов исследования вытекают два важных заключения. Во-первых, из-за чрезвычайной стойкости пластика значение имеют все источники загрязнения, поскольку они формируют общую нагрузку на окружающую среду. Это может иметь последствия для экологического управления, законодательства и судебных процессов.

Во-вторых, исследование впервые демонстрирует, что вклад нефтегазового сектора потенциально может быть значительным. Поэтому последствия будущего демонтажа инфраструктуры, по мнению Томпсона, необходимо учитывать еще до ее установки.

Исследование провели ученые Университета Плимута совместно с Университетом Северной Каролины. Работа была профинансирована в рамках программы INSITE North Sea Programme. Она также продолжает предыдущие исследования ученых из Плимута, посвященные источникам и воздействию микропластика, а также потенциальным экологическим преимуществам морских конструкций, остающихся после завершения эксплуатации.