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海岸や川から海に排出されたプラスチックごみはどうなるの?

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パー ファニー・シェニラット, Institut de recherche pour ledéveloppement(IRD)

沿岸地域から沖合の海まで、汚染が蔓延しており、海洋生物への劇的な影響が現在知られています。 1950 年代以降、プラスチックの生産量が指数関数的に増加したため、この廃棄物を削減する戦略がなければ、 この汚染は 2040 年までに XNUMX 倍になる.

それらを減らすために、まず彼らがたどる道を理解するようにしましょう。 これには、ソースとシンク、どこから発生し、どこでコースを「終了」するかを特定することが含まれます。 推定によると、このプラスチックによる海洋汚染は 沿岸原産の80% - つまり、河川の供給または沿岸の人口に起因します。 残りは海事活動から来ます。

海洋のプラスチック汚染は 2040 年までに 13 倍になる (Les Échos / Youtube、2020 年 XNUMX 月 XNUMX 日)。

ただし、この廃棄物に関するデータと観察はまだ不足しています。 海洋におけるプラスチックの輸送と分散を理解するために、数値モデルは、これらの観察のギャップを克服し、水中の粒子の挙動に関する仮説をテストするための理想的なツールです。

これは、私が物理的および空間的海洋学研究室の他の研究者と行った研究で、まさに私たちがやろうとしていることです。 来年XNUMX月に刊行される 海洋汚染速報、地球規模の海洋循環モデルに基づいて、海岸に沿って排出された浮遊プラスチック破片​​の運命を知ることを目的としています。

デジタル粒子としてモデル化されたプラスチック廃棄物

より正確には、この研究の目的は、浮遊するプラスチック粒子の軌道を、それらが海岸から水中にどのように到着したかに従って比較することです。

したがって、河川と呼ばれる最初のシナリオでは、廃棄物の投入は河川からのものであり、2017 年に研究者によって確立されたモデルに従っています。 2万トンのプラスチック 毎年海に入る。 最も汚染度の高い河川は主に西太平洋の海岸沿いにあり、このシナリオでは世界の流入の約 70% を占めています。

海岸に存在する人口に基づいて、使用される XNUMX 番目のシナリオは、管理が不十分なプラスチック廃棄物の量に比例します。 モデル 収集した見積もりに基づいています 2015年の研究ではこれにより、5 年に 13 万トンから 2010 万トンのプラスチック破片​​が海に放出されたと推定されています。沿岸人口と呼ばれるこのシナリオでは、河川シナリオよりも海岸に沿ってより均等に寄与が分布しています。

オーシャンジャイアとは? (遠征 7 イライセ大陸 / Youtube、3 年 2016 月 XNUMX 日)。

それらの分散と運命を研究するために、私たちは沿岸のプラスチック廃棄物をデジタル粒子の形でモデル化しました。デジタル粒子は、23 年間 (1993 年から 2015 年まで)、地球規模での海流の進化に従います。

これらのデジタル粒子は現実を忠実に反映しておらず、これはプラスチックによる汚染の理論的なケースです.ここでは、汚染の浮遊部分、つまり海の表面に輸送された廃棄物のみを考慮しています. それらは海のプラスチック汚染の 50% を占めています. したがって、私たちの粒子が水の底に沈むことはありません。

海洋へのプラスチック汚染の継続的な流入を模倣するために、両方のシナリオで毎月 20 個の粒子が放出されます。000 年間の数値シミュレーションで合計約 6 万個の粒子が放出されます。 実際には、河川による寄与と沿岸の人口による寄与は異なるレベルの汚染を表していますが、それらの経路を比較できるように、各シナリオで同じ数の粒子をモデル化することを選択しました。

至る所にパーティクル...

シミュレーションの最後に、デジタル パーティクルの地理的位置を回復します。次に、プロセスの開始時にリリースされた 23 歳のパーティクルと、ほんの数か月前にリリースされた最も若いパーティクルの両方を見つけます。

もし海の表面でプラスチック粒子を検出する衛星があったとしたら、これが私たちが得るであろう画像です.表面の粒子の汚染は、川や沿岸の住民からのみ生じていると仮定すると、このXNUMXつの原因が取り込まれます.ここにアカウント。

ここで興味深いのは、どちらの場合も粒子が海のほぼどこにでも存在することを観察することです。 沿岸から海盆の中央まで、各海洋環流の中央にはるかに高い濃度があります。これらは亜熱帯収束帯と呼ばれます。

インド洋の中心、北太平洋と南太平洋、北大西洋と南大西洋の 5 つがプラスチック廃棄物の蓄積で有名です。 3 つのシミュレーションで物理的ダイナミクスが類似しているように見える場合、濃度に大きな違いが見られます。河川のシナリオでは、南太平洋、北大西洋、南大西洋の XNUMX つの海盆で粒子の量がはるかに少ないことがわかります。 入手可能なデータによると、沿岸の人口シナリオは、河川よりも亜熱帯の収束帯での蓄積をより厳密に再現しているようです。

どちらの場合も、同じ量の粒子が北太平洋とインドの収束帯の中心にあり、急速に蓄積されます。わずか 5 年後に、これらの渦の中心に到達します。 これは、汚染源 (海岸) とシンク (環流の中心) の間を移動する距離が比較的短いことを証明しています。

反対に、南太平洋環流では、粒子が非常にゆっくりと蓄積します - 人口シナリオでは。 これは、粒子がこの領域に到達するまでに長い時間と長い距離を移動することを示しています。したがって、主な発生源は必ずしも南太平洋の海岸にあるとは限りません。

統計的な観点から見ると、沿岸で拒否された粒子の 20% 未満が、亜熱帯収束帯の中心に見られます。 人口シナリオでは 29% であるのに対し、川シナリオでは 45% だけが海に行きます。 残りはどこに行った?

54 ~ 70% が海岸に立ち往生

川のシナリオでは、粒子の 70% が取り残されましたが、人口のシナリオでは 54% でした。 この数の違いと発生源の明確な分布にもかかわらず、それらの最終的な分布は両方の場合で類似しています。 この均一性は、おそらく同じ電流をたどるという事実によって説明されます。 ソースとシンクの間のこの再分配は、特定の沿岸地域間に特定のつながりがある可能性があることを明らかにしています。

この接続性を研究し、ソースとシンクの関係を理解するために、私たちは海をいくつかの部分に分けました.

ある地域 (ソース) から別の地域の海岸 (シンク) に押し寄せる粒子の量を評価しました。 海岸に着陸する粒子の 85% は、両方のシナリオで発生元の地域に到着し、それらの 15% は、以前は最大 8 km の距離を移動したため、地球規模での接続が可能になります。

したがって、このデジタル調査では、いくつかの要素が強調されました。 第一に、河川からの廃棄物と沿岸の住民は、プラスチックによる海洋汚染の 20 つの主要な原因であり、沿岸から放出された全粒子の最大 XNUMX% が合流地域の中心に蓄積するということです。

次に、XNUMX つのシナリオには大きな違いがあります: 沿岸の人口の方が、収束領域での粒子の蓄積をより適切に推定し、海で終わる粒子とそれ以外の粒子の比率はシナリオごとに異なります。座礁する。

最後に、浮遊する破片が座礁するまでに何千キロも移動する可能性があることを示しました。

したがって、この理論的研究により、プラスチックの発生源が海岸や沖合の将来に与える影響をより適切に評価することができます。 物理および宇宙海洋学研究所の研究者はこれらの質問に焦点を当てており、デジタル粒子の座礁における海洋ダイナミクスの役割についてさらに多くの知見が得られるでしょう。会話

ファニー・シェニラット, 生態系モデリングの研究者 (LEMAR / LOPS / LEGOS), Institut de recherche pour ledéveloppement(IRD)

この記事はから再発行されています 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で。 を読む原著.

© 表紙の画像: 海洋プラスチック汚染の 80% は沿岸に由来します。 Unsplash, CC BY-NC-SA

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