Russian Federation
Shirshov Institute of Oceanology of the Russian Academy of Sciences (Laboratory of ecological monitoring of the marine environment, Head of the Laboratory)
Russian Federation
The article presents the results of coastal litter monitoring on the beaches of the Black Sea from 2016 to 2021. The study was conducted on five beaches of the northeastern Black Sea coast, including urban and suburban areas. The Marine Strategy Framework Directive (MSFD) methodology of the European Commission was used for the collection and classi-fication of litter items. During 13 monitoring sessions, a total of 2633 litter items (108 types, 8 categories) were identified, with plastic being the predominant component, averaging 71.7 % of the total litter volume. The second predominant category was metal, averaging 8.2 % of the found litter. The litter density varied from 47.66 pcs./100 m to 1163 pcs./100 m. The litter density median was 118.26 pcs./100 m on all studied beach-es. The inter-annual variability in the litter amount on the beaches shows a decreasing trend in all monitored areas with pronounced peaks in the summer and winter seasons. The main source of the coastal litter pollution was recreational activities, the impact of which was aggravated by lack of developed waste management infrastructure as well as by the proximity of transport routes. The obtained data highlight the necessity of continued mon-itoring and implementation of measures to reduce pollution, such as improving waste management systems and reducing plastic production and usage. These data can also con-tribute to legislative and practical initiatives for the protection of the Black Sea marine ecosystems as developed both by the government and people at large
marine pollution, marine beach litter, Black Sea, microplastics
Введение
Загрязнение пляжей морским мусором – это растущая глобальная проблема, решение которой требует комплексного подхода. Важным шагом в борьбе с загрязнением морей является постоянный мониторинг масштабов и динамики проблемы. На основании анализа собранных данных о составе, количестве и источниках мусора на пляжах разрабатываются эффективные меры по предот-
вращению загрязнения [1]. Проведение информационно-просветительских кампаний и усовершенствование системы обращения с отходами может помочь сократить масштабы загрязнения, защитить экосистемы и здоровье человека
Как и любой закрытый водоем, Черное море уязвимо к загрязнению морским мусором. Его накоплению способствуют как наземные, так и морские факторы. К наземным факторам относят мусор, поступающий в моря со стоком рек промышленно развитых стран, неконтролируемые свалки, развивающийся туризм, рекреационную деятельность, деятельность портов в прибрежных городах 1), к морским – рыболовство и интенсивное судоходство [2, 3]. Вследствие крупномасштабной циркуляции Черного моря мусор распространяется по всему бассейну, и это становится растущей трансграничной проблемой [4].
Основным компонентом мусора является пластик [5–8]. Повсеместное использование пластика обусловлено его практичностью, доступностью и востребованностью во всех сферах жизни. Однако в природе нет фермента, способного разложить этот материал. Пластик не перераспределяется равномерно в окружающей среде и таким образом накапливается в больших количествах и негативно влияет на нее [9]. Влияние морских загрязнений разнообразно. Пластик, который не разлагается, часто приводит к гибели морских организмов, которые могут запутываться в сетях, субстратах пластика или заглатывать его. Микропластик, который образуется при разрушении более крупных пластиковых предметов, попадает в пищевые цепочки, оказывая влияние на весь биологический круговорот [10]. Мусор на пляжах может воздействовать на здоровье человека как напрямую, приводя к травмам, порезам, так и опосредованно при взаимодействии с токсичными отходами . Помимо этого, загрязненные пляжи теряют свою привлекательность для туристов, что негативно сказывается на местной экономике .
Целью работы является анализ качественного и количественного состава собранного мусора для оценки его сезонной изменчивости и сравнения уровней загрязнения северо-восточного побережья Черного моря с другими участками побережья.
Материалы и методы
Район исследования
Район исследования расположен в северо-восточной части черноморского побережья (рис. 1). Согласно работе [2], исследуемый район является одним из самых загрязненных участков побережья.
Помимо большой рекреационной нагрузки, этот район подвержен сезонной пространственно-временной изменчивости течений, что является одним из основных определяющих факторов распространения загрязнений на побережьях моря и учитывается при выявлении возможных источников поступления морского мусора [11].
Для проведения мониторинговых работ были выбраны два вида пляжей: городские и пригородные. Пляжи Лоо, Приморский, Сочи – городские, расположены вблизи центрального района г. Сочи в курортных местах. Пляжи Лоо (длина 84 м) и Сочи (104 м) – галечные, Приморский (128 м) – песчаный.
Пляжи Восток и Малый Ахун расположены в пригороде. Инфраструктура рядом не развита, отмечена близость автомобильной и железной дорог. Близ пляжа Восток преобладает лесная растительность. Пляж Восток (длина 87 м) – песчаный, Малый Ахун (104 м) – галечный.
Сбор данных
Мониторинг морского мусора проводился с 2016 по 2021 г. на пяти пляжах. С целью обеспечения сравнимости и качества данных в этом исследовании использовалась методика Рамочной директивы Европейской комиссии
Рис. 1. Район работ. Цифрами обозначены пляжи: 1 – Лоо;
2 – Сочи; 3 – Восток; 4 – Малый Ахун; 5 – Приморский
Fig. 1. Monitoring area. The numbers indicate beaches: 1 – Loo,
2 – Sochi, 3 – Vostok, 4 – Maly Akhun, 5 – Primorsky
по морской стратегии (Marine Strategy Framework Directive, MSFD) для оценки загрязненности морским мусором северо-восточных черноморских берегов. Эта стратегия направлена на защиту и устойчивое использование морских экосистем.
Согласно методике, во время мониторинговых работ собирали мусор размером больше 2.5 см на площадке около 100 м в длину и 5 м в ширину. Далее найденный мусор распределяли по основному списку категорий мусора и присваивали номер кода с буквенным обозначением от G1 до G217 по выбранной методике. Данные фиксировали при помощи мобильного приложения Marine Litter Watch, предназначенного для мониторинга морского мусора, по методике MSFD специально обученными наблюдателями.
Всего было определено 108 различных типов мусора, которые были разделены на следующие категории: пластик, одежда/текстиль, стекло/керамика, металл, бумага/картон, обработанная древесина, резина и неопознанные предметы. Далее для каждого пляжа было рассчитано количество мусора из расчета на 100 м для возможности сопоставления полученных данных между собой и выявлена плотность мусорного загрязнения на каждом пляже в разные сезоны.
Результаты
Плотность и состав
С 2016 по 2021 г. было проведено 13 мониторинговых обследований, на которых в общей сложности собрано 2633 частицы мусора. Плотность пляжного мусора варьировала от 47.66 шт. / 100 м до 1163 шт. / 100 м. Преобладающей категорией мусора на всех пляжах и во все сезоны стала категория «пластик», в среднем составляющий 71.7 % от всего найденного мусора (таблица). Вторая преобладающая категория – «металл», доля которого в среднем составил 8.2 % от найденного мусора.
Пляж Малый Ахун
Наибольшие концентрации мусора отмечены в летний период 2020 г. (245.2 шт. / 100 м) и в зимний период 2021 г. (212.5 шт. / 100 м) (рис. 2).
Летом 2020 г. было найдено 255 частиц мусора. Пластиковых частиц было обнаружено 168 (65.88 %). Наиболее встречающимися типами стали гигиенические средства (G96) – 22 шт., окурки и фильтры (G27) – 19 шт. и пластиковые детали до 50 см (G79) – 17 шт. Остальные категории распределились следующим образом (шт.): 8 – одежда/текстиль (3.14 %), 5 – стекло/керамика (1.96 %), 43 – металл (16.86 %), 22 – бумага/картон (8.63 %), 5 – древесина (1.96 %) и 4 – резина (1.57 %). В категории «металл» 11 частиц приходится на консервные банки (G175) и 10 – на крышки/колпачки от бутылок (G178).
Осенью 2020 г. было идентифицировано 187 частиц мусора. Из них 110 – пластик (58.82 %), 10 – одежда/текстиль (5.35 %), 11 – стекло/керамика (5.88 %), 22 – металл (11.76 %), 17 – бумага/картон (9.09 %), 14 – древесина (7.49 %), 3 – резина (1.6 %). В категории «пластик» также преобладают окурки и фильтры
(G27) – 24 шт., в категории «древесина» – обработанная древесина (G161) – 13 шт.
Плотность мусора в разные сезоны
Marine litter density in different seasons
|
Место сбора / Place of |
Сезон / |
Плотность мусора, шт. / 100 м / |
Доля пластика, % / |
Преобладающий мусор / |
|
|
Тип / |
Доля от общего количества, % / |
||||
|
Малый Ахун / |
лето 2021 г. / |
118.27 |
76.42 |
Окурки и фильтры / |
17.07 |
|
Приморский / |
47.66 |
78.69 |
Окурки и фильтры / |
52.46 |
|
|
Малый Ахун / |
весна 2021 г. / |
106.73 |
71.17 |
Бутылки ≤ 0.5 л / |
10.81 |
|
Приморский / |
67.97 |
85.06 |
Окурки и фильтры / |
37.93 |
|
|
Малый Ахун / |
зима 2021 г. / |
212.5 |
62.44 |
Пластиковые |
10.86 |
|
Приморский / |
78.91 |
81.19 |
Окурки и фильтры / |
41.58 |
|
|
Малый Ахун / |
осень 2020 г. / |
179.81 |
58.82 |
Окурки и фильтры / |
12.83 |
|
Приморский / |
61.72 |
56.96 |
Окурки и фильтры / |
34.18 |
|
|
Малый Ахун / |
лето 2020 г. / |
216.35 |
65.88 |
Гигиенические |
8.63 |
|
Приморский / |
75 |
72.92 |
Окурки и фильтры / |
45.83 |
|
|
Восток / |
лето 2017 г. / |
151.72 |
78.03 |
Окурки и фильтры / |
28.03 |
|
Сочи / |
осень 2017 г. / |
224.04 |
73.82 |
Окурки и фильтры / |
51.07 |
|
Лоо / |
осень 2016 г. / |
1163.09 |
70.28 |
Окурки и фильтры / |
20.57 |
Рис. 2. Распределение мусора по сезонам на пляже Малый Ахун
Fig. 2. Seasonal distribution of marine litter on Maly Akhun Beach
Зимой 2021 г. обнаружена 221 частица мусора. Из них 138 – пластик (62.44 %), 8 – одежда/текстиль (3.62 %), 6 – стекло/керамика (2.71 %), 30 – металл (13.57 %), 17 – бумага/картон (7.69 %), 11 – древесина (4.98 %), 8 – резина (3.62 %), 3 – другое (1.36 %). В категории «пластик» преобладали неидентифицируемые пластиковые частицы размером до 50 см (G79) – 24 шт., бутылки для напитков емкостью 0.5 л (G7) – 19 шт. и кусочки пластика/ полистирола размером до 50 см (G76) – 14 шт. В категории «металл» 12 шт. – консервные банки (G175).
Весной 2021 г. всего было найдено 111 частиц мусора. Из них 79 – пластик (71.17 %), 4 – одежда/текстиль (3.60 %), 3 – стекло/керамика (2.70 %), 11 – металл (9.91 %), 8 – бумага/картон (7.21 %), 4 – древесина (3.60 %), 1 – резина (0.9 %), 1 – другое (0.9 %). В категории «пластик» преобладают бутылки для напитков емкостью 0.5 л (G7) – 12 шт.
Летом 2021 г. обнаружили 123 частицы. Из них 94 – пластик (76.4 %), 5 – одежда/текстиль (4.1 %), 1 – стекло/керамика (0.8 %), 8 – металл (6.5 %), 7 – бумага/картон (5.7 %), 1 – древесина (0.8 %), 7 – резина (5.7 %) (рис. 2). В категории «пластик» преобладают окурки и фильтры (G27) – 21 шт. и средства гигиены (G96) – 10 шт.
Приморский пляж
На Приморском пляже наибольшие концентрации мусора также отмечены летом 2020 г. (75 шт. / 100 м) и зимой 2021 г. (78.9 шт. / 100 м) (рис. 3).
Летом 2020 г. было найдено 96 частиц морского мусора. Из них 70 – пластик (72.92 %), 1 – одежда/текстиль (1.04 %), 6 – металл (6.25 %), 14 – бумага/ картон (14.58 %), 3 – древесина (3.13 %), 2 – другое (2.08 %). В категории «пластик» преобладают окурки и фильтры (G27) – 44 шт. Категорию бумага/картон полностью составляют фрагменты бумаги (G156).
Осенью 2020 г. найдено 79 частиц. Из них 45 – пластик (56.96 %), 2 – одежда/текстиль (2.53 %), 7 – металл (8.86 %), 23 – бумага/картон (29.11 %),
Рис. 3. Распределение мусора по сезонам на пляже Приморский
Fig. 3. Seasonal distribution of marine litter on Primorsky Beach
1 – древесина (1.27 %), 1 – другое (1.27 %). В категории «пластик» преобладают окурки и фильтры (G27) – 27 шт. В категории «бумага/картон» 22 шт. составляют фрагменты бумаги (G156).
Зимой 2021 г. обнаружена 101 частица мусора. Из них 82 – пластик (81.19 %), 1 – одежда/текстиль (0.99 %), 1 – стекло/керамика (0.99 %), 5 – металл (4.95 %), 9 – бумага/картон (8.91 %), 2 – древесина (1.98 %), 1 – другое (0.99 %). Окурки и фильтры в категории «пластик» (G27) – 42 шт.
Весной 2021 г. было обнаружено 87 частиц, из них 74 – пластик (85.06 %), 1 – одежда/текстиль (1.15 %), 11 – бумага/картон (12.64 %), 1 – древесина (1.15 %). Окурки и фильтры в категории «пластик» (G27) – 33 шт.
Осенью 2021 года было идентифицировано 61 частиц. Из них 48 – пластик (78.69 %), 1 – металл (1.64 %), 9 – бумага/картон (14.75 %), 3 – другое (4.92 %). Окурки и фильтры в категории «пластик» (G27) – 32 шт.
Пляж Лоо
Всего на пляже было обнаружено 979 частиц мусора (рис. 4), из которых 688 – пластик (70.28 %), 13 – одежда/текстиль (1.33 %), 56 – стекло/кера-
мика (5.72 %), 144 – металл (14.71 %), 58 – бумага/картон (5.92 %), 15 – древесина (1.53 %), 3 – резина (0.31 %) и 2 – другое (0.2 %). Преобладающим
типом в категории «пластик» стали окурки и фильтры (G27) – 29.2 % от всего найденного пластика и 20.5 % от всего идентифицированного мусора. Бутылки, включая фрагменты, составили (G45) 80.3 % от всего собранного мусора в категории «стекло/керамика». В категории «металл» преобладающими стали бутылочные крышки и ключи-кольца от жестяных банок (G178), 34 %, и другие металлические предметы размером менее 50 см (G198), 22.2 %. Преобладающего типа в других категориях мусора выявлено не было.
Рис. 4. Плотность мусора на пляжах Лоо, Сочи, Восток
Fig. 4. The density of marine litter on the beaches of Loo, Sochi, Vostok
Пляж Сочи
На пляже было обнаружено 233 частицы мусора (рис. 4). Распределение по материалам следующее: 172 – пластик (73.82 %), 1 – одежда/текстиль (0.43 %), 34 – стекло/керамика (14.59 %), 11 – металл (4.72 %), 11 – бумага/
картон (4.72 %), 4 – древесина (1.72 %). Преобладающим типом в категории «пластик» также являются окурки и фильтры (G27), 69.2 % от всего собранного пластика и 51 % от всего найденного мусора. Категорию «стекло/кера-
мика» составил один вид мусора – бутылки, включая осколки и фрагменты (14.6 % от всего мусора).
Пляж Восток
На пляже Восток было обнаружено 132 частицы мусора (рис. 4): 103 – пластик (78.03 %), 1 – одежда/текстиль (0.76 %), 5 – стекло/керамика (3.79 %), 10 – металл (7.58 %), 9 – бумага/картон (6.82 %), 4 – древесина (3.03 %). Как и на остальных пляжах, преобладают окурки и фильтры (G27), доля которых составляет 35.9 % от мусора данной категории и 28 % от всего мусора.
Обсуждение
По итогам работ, среди учтенного в процессе мониторинга пляжного мусора основным компонентом был пластик. Его доля колебалась от 56.96 до 85.06 % от общего количества мусора в мониторинговых обследованиях, среднее содержание – 71.7 %. Сходные результаты также отмечены в работах [5–8], где доля пластика составила 71.58, 80.6, 84.3 и 61.65 % соответственно.
На городском пляже Приморский преобладал, помимо окурков и фильтров, бумажный мусор, что может свидетельствовать о значительной роли отдыхающих в появлении мусора на пляже (близость точек питания, в том числе еды на вынос, рекламных флаеров). На пригородном пляже Малый Ахун преобладают следующие типы мусора: окурки и фильтры, бутылки для напитков, пластиковые фрагменты от 2.5 до 50 см, гигиенические средства. Вследствие отсутствия инфраструктуры и мусорных баков поблизости повышается количество и разнообразие мусора на загородных пляжах. Помимо рекреационной деятельности, на пляж Малый Ахун влияние также оказывает близость автомобильной трассы, ж/д путей и протекающей рядом реки, что повышает общую плотность мусора.
За все время наблюдений на городском пляже Приморский всего было найдено 424 частицы мусора, на пригородном пляже Малый Ахун в два раза больше – 867 частиц. Причиной таких различий могут быть регулярные уборки на городских пляжах и оборудованные места утилизации мусора, что уменьшает его количество на самом пляже. Различий в составе и количестве мусора в зависимости от типа пляжа (песчаный, галечный) в данном исследовании выявлено не было.
При сравнении результатов односезонных наблюдений на пляжах Лоо, Сочи и Восток в Лоо выявлено наибольшее количество мусора, среди которого пластик составляет 70.28 %. Пляж находится в отдалении от центра города, рядом расположена железнодорожная станция Горный воздух, а сам берег находится на участке небольшого выступа в море. Вероятно, вследствие такого расположения мусоронакопление связано не только с рекреационным воздействием, но и с выбросом морского мусора на берега.
В межгодовой изменчивости плотности мусора на исследуемых пляжах Черного моря отмечается тенденция к уменьшению количества найденного мусора во всех обследуемых районах с явными пиками в летние и зимние сезоны. Увеличение количества мусора в зимний период может быть связано с большим числом штормовых дней и приносом мусора непосредственно морем, а в летний – с увеличивающимся числом туристов. Это подтверждается также качественным составом мусора по сезонам: летом преобладают пластиковые пакеты, окурки, средства гигиены, бумажные фрагменты, а зимой – пластиковые бутылки и пластиковые фрагменты/детали всех размерностей.
Медиана плотности мусора на всех исследуемых пляжах была равной 118.26 шт. / 100 м. По данным работы , Черное море является самым загрязненным из четырех исследуемых в работе регионов (медиана 475 шт. / 100 м), за ним следует Средиземное море (медиана 310 шт. / 100 м). Менее загрязненные пляжи находятся в Балтийском море (медиана 71 шт. / 100 м) и северо-восточной части Атлантического океана (среднее значение 133 шт. / 100 м).
Различия в значениях медиан данного исследования и исследования 6) по Черному морю могут быть связаны с тем, что мониторинговые работы проводились в разных районах и в разные сезоны. Однако превышение порогового значения для морского мусора на береговой линии (20 шт. / 100 м) в каждый исследуемый сезон и каждом мониторинговом обследовании действительно свидетельствует о высоком уровне загрязнения морским мусором исследуемых пляжей.
Заключение
Проведенный количественный и качественный анализ морского мусора на северно-восточной части черноморского побережья позволил сопоставить этот участок с другими исследуемыми регионами.
Самыми загрязненными стали пляжи Малый Ахун в 2020 г., Сочи в 2017 г. и Лоо в 2016 г., с плотностью мусора 216.35, 224.04 и 1163.09 шт. / 100 м соответственно. Преобладающей категорией мусора во все годы и в каждом мониторинговом обследовании стал пластик, доля которого составила 71.7 % от общего количества идентифицируемого мусора. Сделан вывод, что исследуемый участок является одной из самых загрязненных точек на побережье Мирового океана.
Продолжение мониторинговых обследований необходимо для изучения общего состояния пляжей, источников поступления, путей перемещения и оценки степени воздействия пляжного мусора, в частности пластикового, на живые организмы и существующую экосистему в целом. Полученные данные позволят органам власти и другим заинтересованным сторонам принять меры, способствующие уменьшению производства изделий из пластика и улуч-
шению системы обращения с отходами как на суше, так и в море. Регулярные мониторинговые исследования заданных репрезентативных пляжей помогут оценить динамику накопления морского мусора в этом районе, а также понять эффективность принимаемых мер по борьбе с загрязнением Черного моря.
1. Galgani F., Hanke G., Maes T. Global distribution, composition and abundance of ma-rine litter // Marine Anthropogenic Litter. Springer Cham, 2015. P. 29–56. https:/doi.org/10.1007/978-3-319-16510-3_2
2. Aytan U., Sahin F. B. E., Karacan F. Beach litter on Sarayköy Beach (SE Black Sea): density, composition, possible sources and associated organisms // Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 2020. Vol. 20, iss. 2. P. 137–145. EDN FNBMQO. https:/doi.org/10.4194/1303-2712-v20_2_06
3. Grelaud M., Ziveri P. The generation of marine litter in Mediterranean island beaches as an effect of tourism and its mitigation // Scientific Reports. 2020. Vol. 10. 20326. https:/doi.org/10.1038/s41598-020-77225-5
4. The Danube so colourful: a potpourri of plastic litter outnumbers fish larvae in Eu-rope’s second largest river / A. Lechner [et al.] // Environmental Pollution. 2014. Vol. 188. P. 177–181. http://dx.doi.org/10.1016/j.envpol.2014.02.006
5. Terzi Y., Seyhan K. Seasonal changes in the marine litter in the Eastern Black Sea Re-gion of Turkey // Scientific Annals of the Danube Delta Institute. 2014. Vol. 20. P. 77–82. https:/doi.org/10.7427/DDI.20.12
6. Composition and spatial distribution of marine litter along the Romanian Black Sea coast / A. Paiu [et al.] // Cercetări Marine. 2017. Iss. 47. P. 232–239. URL: https://www.rmri.ro/Home/Downloads/Publications.RecherchesMarines/2017/paper09.pdf (date of access: 23 November 2024).
7. Simeonova A., Chuturkova R., Yaneva V. Seasonal dynamics of marine litter along the Bulgarian Black Sea coast // Marine Pollution Bulletin. 2017. Iss. 119. P. 110–118. https:/doi.org/10.1016/j.marpolbul.2017.03.035
8. Terzi Y., Seyhan K. Seasonal and spatial variations of marine litter on the south-eastern Black Sea coast // Marine Pollution Bulletin. 2017. Vol. 120, iss. 1–2. P. 154–158. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2017.04.041
9. Yasakova O. N., Makarevich P. R. Sovremennoe sostoyanie fitoplanktona severo-vostochnoy chasti Chernogo morya. Rostov-na-Donu : Izdatel'stvo YuNC RAN, 2023. 232 s. EDN ECWIRG.
10. Accumulation and fragmentation of plastic debris in global environments / D. K. A. Barnes [et al.] // Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biologi-cal Sciences. 2009. Vol. 364, iss. 1526. https:/doi.org/10.1098/rstb.2008.0205
11. Marine litter pollution in Baltic Sea beaches – application of the sand rake method / M. Haseler [et al.] // Frontiers in Environmental Science. 2020. Vol. 8. https:/doi.org/10.3389/fenvs.2020.599978
