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Cosa succede ai rifiuti di plastica scaricati in mare da coste e fiumi?

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da Fanny Chenillat, Institut de recherche pour le développement (IRD)

Dalle regioni costiere all'oceano al largo, l'inquinamento è diffuso e le sue drammatiche conseguenze per la vita marina sono ormai note. Poiché la produzione di plastica è aumentata in modo esponenziale dagli anni '1950, è stato recentemente dimostrato che senza una strategia per ridurre questo spreco, questa contaminazione triplicherà entro il 2040.

Per ridurli, cerchiamo prima di capire i percorsi che intraprendono. Si tratta di identificare le loro sorgenti e pozzi, da dove provengono e dove "finiscono" il loro corso. Secondo le stime, questo inquinamento marino da plastica è 80% di origine costiera - vale a dire derivanti dall'approvvigionamento fluviale o dalla popolazione costiera. Il resto verrebbe dalle attività marittime.

L'inquinamento da plastica negli oceani triplicherà entro il 2040 (Les Échos / Youtube, 13 agosto 2020).

Tuttavia, mancano ancora dati e osservazioni su questi rifiuti. Per comprendere il trasporto e la dispersione della plastica negli oceani, i modelli numerici sono uno strumento ideale per superare queste lacune osservative e per testare ipotesi sul comportamento delle particelle nell'acqua.

Questo è esattamente ciò che stiamo cercando di fare nello studio che ho condotto con altri ricercatori nel laboratorio di oceanografia fisica e spaziale. Pubblicato il prossimo aprile in Bollettino di inquinamento marino, mira a conoscere il destino dei detriti di plastica galleggianti che vengono respinti lungo le coste, sulla base di un modello di circolazione oceanica su scala globale.

Rifiuti di plastica modellati come particelle digitali

Più precisamente, l'obiettivo di questo studio è confrontare la traiettoria delle particelle di plastica galleggianti in base a come sono arrivate in acqua dalle coste.

Nel primo scenario, denominato fiumi, l'immissione di rifiuti proviene quindi dai fiumi e segue un modello stabilito dai ricercatori nel 2017 secondo il quale circa 2 milioni di tonnellate di plastica entrare nell'oceano ogni anno. I fiumi più inquinanti si trovano principalmente lungo le coste del Pacifico occidentale e rappresentano circa il 70% dell'input globale in questo scenario.

In base alla popolazione umana presente sulla costa, il secondo scenario utilizzato è proporzionale alla quantità di rifiuti plastici mal gestiti. Il modello si basa sulle stime raccolte in uno studio del 2015, che ha stimato che tra 5 e 13 milioni di tonnellate di detriti di plastica sono stati rilasciati nell'oceano per l'anno 2010. In questo scenario, noto come popolazione costiera, gli input sono distribuiti in modo più uniforme lungo le coste rispetto allo scenario dei fiumi.

Cos'è un vortice oceanico? (Spedizione 7ᵉ continente / Youtube, 3 maggio 2016).

Per studiare la loro dispersione e il loro destino, abbiamo modellato i rifiuti plastici costieri sotto forma di particelle digitali, che seguono l'evoluzione delle correnti su scala globale, quotidianamente per 23 anni (dal 1993 al 2015).

Queste particelle digitali non rispecchiano fedelmente la realtà, questo è un caso teorico di inquinamento da plastica: qui si considera solo la parte galleggiante della contaminazione, ovvero i rifiuti trasportati alla superficie degli oceani.- nei fatti costituiscono il 50% dell'inquinamento da plastica in mare. Pertanto, le nostre particelle non si depositano mai sul fondo dell'acqua.

Per simulare il continuo afflusso di inquinamento da plastica nell'oceano, ogni mese vengono rilasciate 20 particelle in entrambi gli scenari, per un totale di circa 000 milioni di particelle nei 6 anni di simulazione numerica. Sebbene in realtà i contributi dei fiumi e quelli della popolazione costiera rappresentino diversi livelli di contaminazione, abbiamo scelto di modellare lo stesso numero di particelle in ogni scenario per poterne confrontare il percorso.

Particelle ovunque...

Al termine della simulazione, recuperiamo la posizione geografica delle particelle digitali: troviamo quindi sia quelle di 23 anni, rilasciate all'inizio del processo, sia le più giovani, rilasciate solo pochi mesi fa.

Se avessimo un satellite che rilevasse particelle di plastica sulla superficie degli oceani, questa è l'immagine che otterremmo - assumendo che l'inquinamento delle particelle di superficie provenga solo dai fiumi o dalla popolazione costiera. , che sono le due origini prese in considerazione conto qui.

Ciò che è interessante qui è osservare che in entrambi i casi le particelle sono presenti quasi ovunque negli oceani. Dalla costa al centro dei bacini oceanici, con una concentrazione molto più alta nel mezzo di ogni vortice oceanico: queste sono chiamate zone di convergenza subtropicale.

Ce ne sono 5, famosi per l'accumulo di rifiuti di plastica: al centro dell'Oceano Indiano, nel Pacifico settentrionale e meridionale, nell'Atlantico settentrionale e meridionale. Se la dinamica fisica appare simile nelle due simulazioni, osserviamo differenze significative di concentrazione: nello scenario dei fiumi, le quantità di particelle sono molto inferiori in 3 dei bacini oceanici: il Pacifico meridionale, l'Atlantico settentrionale e l'Atlantico meridionale. Con i dati a nostra disposizione, sembra che lo scenario della popolazione costiera riproduca più fedelmente l'accumulo nelle zone di convergenza subtropicale rispetto a quello dei fiumi.

In entrambi i casi, la stessa quantità di particelle è presente nel cuore delle zone di convergenza del Pacifico settentrionale e dell'India, con un rapido accumulo: dopo soli 5 anni, raggiungono il cuore di questi vortici. Ciò dimostra che le distanze percorse tra la fonte dell'inquinamento (la costa) ei pozzi (il cuore dei gyres) sono relativamente brevi.

Nel South Pacific Gyre, al contrario, le particelle si accumulano molto lentamente - nello scenario della popolazione; ciò illustra che le particelle viaggiano a lungo, e su grandi distanze prima di raggiungere questa regione: la fonte principale non è quindi necessariamente situata sulle coste del Pacifico meridionale.

Da un punto di vista statistico, troviamo meno del 20% delle particelle respinte dalla costa nel cuore delle zone di convergenza subtropicale. Solo il 29% finisce in mare nello scenario fluviale, contro il 45% nello scenario demografico. Dov'è finito il resto?

dal 54 al 70% arenato sulla costa

Nello scenario dei fiumi, il 70% delle particelle si è arenato, rispetto al 54% nello scenario della popolazione. Nonostante questa differenza di numero e una distribuzione distinta delle sorgenti, la loro distribuzione finale è simile in entrambi i casi: le particelle sono spiaggiate, in entrambi i casi, su quasi tutte le coste. Questa omogeneità è forse spiegata dal fatto che seguono le stesse correnti. Questa ridistribuzione tra sorgenti e pozzi rivela l'esistenza di connessioni potenzialmente specifiche tra alcune regioni costiere.

Per studiare questa connettività e comprendere la relazione tra sorgenti e pozzi, abbiamo diviso l'oceano in più parti: i grandi bacini sono tagliati tra nord e sud, tranne il Pacifico equamente diviso tra est e ovest. .

Abbiamo valutato la quantità di particelle che arrivano da una regione (sorgenti) alle coste di un'altra regione (pozzi). L'85% delle particelle che atterrano sulla costa lo fa nella propria regione di origine in entrambi gli scenari, e il 15% di quelle in precedenza percorreva distanze fino a 8 km, consentendo una connettività su scala globale.

Questo studio digitale ha quindi evidenziato diversi elementi. In primo luogo, che i rifiuti dei fiumi e della popolazione costiera costituiscono due fonti chiave di inquinamento marino da plastica, con fino al 20% delle particelle totali rilasciate dalla costa che si accumulano nel cuore delle aree convergenti.

Poi, che ci sono differenze significative tra i due scenari: quello della popolazione costiera stima meglio l'accumulo di particelle nelle aree di convergenza, e le proporzioni variano da uno scenario all'altro tra le particelle che finiscono in mare e quelle che arenarsi.

Infine, abbiamo dimostrato che i detriti galleggianti possono percorrere migliaia di chilometri prima di arenarsi, il che significa che i rifiuti partiti da una costa da qualche parte nel mondo potrebbero finire su un'altra costa a 8000 km di distanza.

Questo studio teorico permette quindi di valutare meglio l'impatto delle fonti di plastica sul loro futuro, sulle coste e in mare aperto. I ricercatori del Physical and Space Oceanography Laboratory si stanno concentrando su queste domande e sono in arrivo ulteriori scoperte sul ruolo delle dinamiche oceaniche sullo spiaggiamento delle particelle digitali.The Conversation

Fanny Chenillat, Ricercatore in modellazione ecosistemica (LEMAR / LOPS / LEGOS), Institut de recherche pour le développement (IRD)

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto licenza Creative Commons. Leggi ilarticolo originale.

© immagine in prima pagina: l'80% dell'inquinamento marino da plastica è di origine costiera. Unsplash, CC BY-NC-SA

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