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해안과 강에서 바다로 배출 된 플라스틱 폐기물은 어떻게됩니까?

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패니 셔 닐랏, 국제 협회 (IRD)

해안 지역에서 연안 해양에 이르기까지 오염이 만연하고 해양 생물에 대한 극적인 결과가 현재 알려져 있습니다. 1950 년대 이후 플라스틱 생산량이 기하 급수적으로 증가함에 따라 최근 이러한 폐기물을 줄이기위한 전략 없이는 이 오염은 2040 년까지 세 배가 될 것입니다.

그들을 줄이기 위해 먼저 그들이 취하는 길을 이해하려고 노력합시다. 여기에는 출처와 싱크, 출처 및 코스 "종료"를 식별하는 것이 포함됩니다. 추정에 따르면 플라스틱에 의한 해양 오염은 해안 기원의 80 % -즉, 강 공급 또는 해안 인구에 기인합니다. 나머지는 해양 활동에서 나옵니다.

해양의 플라스틱 오염은 2040 년까지 13 배가 될 것입니다 (Les Échos / Youtube, 2020 년 XNUMX 월 XNUMX 일).

그러나 우리는 여전히이 폐기물에 대한 데이터와 관찰이 부족합니다. 해양에서 플라스틱의 이동 및 분산을 이해하기 위해 수치 모델은 이러한 관측 간격을 극복하고 물 속 입자의 거동에 대한 가설을 테스트하는 데 이상적인 도구입니다.

이것이 제가 물리 및 공간 해양학 연구실의 다른 연구자들과 함께 수행 한 연구에서 우리가하려는 일입니다. 내년 XNUMX 월에 해양 오염 게시판, 지구 규모의 해양 순환 모델을 기반으로 해안을 따라 버려지는 부유 플라스틱 쓰레기의 운명을 파악하는 것을 목표로합니다.

디지털 입자로 모델링 된 플라스틱 폐기물

보다 정확하게는이 연구의 목적은 떠 다니는 플라스틱 입자가 해안에서 물에 어떻게 도착했는지에 따라 궤적을 비교하는 것입니다.

따라서 강이라고하는 첫 번째 시나리오에서 폐기물의 유입은 강에서 발생하며 2017 년 연구자들이 수립 한 모델을 따릅니다. 2 백만 톤의 플라스틱 매년 바다에 들어갑니다. 가장 오염이 심한 강은 주로 서태평양 해안을 따라 위치하며이 시나리오에서 전 세계 투입량의 약 70 %를 차지합니다.

해안에 존재하는 인구를 기반으로 사용되는 두 번째 시나리오는 제대로 관리되지 않은 플라스틱 폐기물의 양에 비례합니다. 모델 수집 된 추정치를 기반으로합니다. 2015 년 연구에서, 이는 5 년에이를 통해 13 ~ 2010 만 톤의 플라스틱 잔해가 바다로 방출 된 것으로 추정했습니다. 해안 인구로 알려진이 시나리오에서 투입물은 강 시나리오보다 해안을 따라 더 고르게 분포됩니다.

바다의 환은 ​​무엇입니까? (Expedition 7ᵉ continent / Youtube, 3 년 2016 월 XNUMX 일).

그들의 분산과 운명을 연구하기 위해 우리는 23 년 동안 매일 (1993 년부터 2015 년까지) 전 세계적으로 해류의 진화를 따르는 디지털 입자 형태의 해안 플라스틱 폐기물을 모델링했습니다.

이러한 디지털 입자는 현실을 충실히 반영하지 않습니다. 이것은 플라스틱에 의한 오염의 이론적 사례입니다. 여기서는 오염의 떠 다니는 부분, 즉 바다 표면으로 운반되는 폐기물 만 고려합니다. 바다에서 플라스틱 오염의 50 %를 차지합니다.. 따라서 우리의 입자는 절대 물 바닥에 가라 앉지 않습니다.

해양으로의 플라스틱 오염의 지속적인 유입을 모방하기 위해 두 시나리오 모두에서 매달 20 개의 입자가 방출됩니다. 000 년의 수치 시뮬레이션 동안 총 약 6 백만 개의 입자가 방출됩니다. 실제로 강과 해안 인구의 기여도는 서로 다른 오염 수준을 나타내지 만 경로를 비교할 수 있도록 각 시나리오에서 동일한 수의 입자를 모델링하기로 선택했습니다.

모든 곳의 입자 ...

시뮬레이션이 끝날 때 디지털 입자의 지리적 위치를 복구합니다. 그런 다음 프로세스 시작시 출시 된 23 세 입자와 불과 몇 달 전에 출시 된 가장 어린 입자를 모두 찾습니다.

해양 표면에서 플라스틱 입자를 감지하는 위성이 있다면 이것은 표면 입자의 오염이 강이나 해안 인구에서만 발생했다고 가정 할 때 얻을 수있는 그림입니다. 여기에 계정.

여기서 흥미로운 점은 두 경우 모두 입자가 바다의 거의 모든 곳에 존재한다는 사실입니다. 해안에서 해양 분지의 중간까지, 각 해양 환류의 중앙에 훨씬 더 높은 농도가 있습니다. 이것을 아열대 수렴대라고합니다.

플라스틱 쓰레기를 축적하는 것으로 유명한 5 개가 있습니다 : 인도양의 중심, 북태평양과 남태평양, 북대서양과 남 대서양입니다. 두 시뮬레이션에서 물리적 역학이 유사하게 나타나는 경우 농도의 상당한 차이가 관찰됩니다. 강 시나리오에서 입자의 양은 남태평양, 북대서양 및 남 대서양의 3 개 해양 유역에서 훨씬 더 낮습니다. 우리가 이용할 수있는 데이터로 볼 때 해안 인구 시나리오는 강보다 아열대 수렴 지역의 축적을 더 가깝게 재현하는 것 같습니다.

두 경우 모두 동일한 양의 입자가 북태평양과 인도 수렴 지역의 중심부에 존재하며 빠르게 축적됩니다. 불과 5 년 만에 소용돌이의 중심부에 도달합니다. 이것은 오염원 (해안)과 싱크 (환류의 중심) 사이의 거리가 상대적으로 짧다는 것을 증명합니다.

반대로 남태평양 환류에서는 입자가 인구 시나리오에서 매우 느리게 축적됩니다. 이것은 입자가이 지역에 도달하기 전에 오랜 시간 동안 먼 거리를 이동한다는 것을 보여줍니다. 따라서 주원이 반드시 남태평양 연안에 위치 할 필요는 없습니다.

통계적 관점에서 우리는 아열대 수렴대 중심부에서 해안에 의해 거부 된 입자의 20 % 미만을 발견했습니다. 인구 시나리오의 29 %에 비해 강 시나리오의 경우 45 %만이 바다에 있습니다. 나머지는 어디로 갔습니까?

54 ~ 70 % 해안에 좌초

하천 시나리오에서는 입자의 70 %가 좌초 된 반면 인구 시나리오에서는 54 %입니다. 이러한 수의 차이와 소스의 뚜렷한 분포에도 불구하고 최종 분포는 두 경우 모두 유사합니다. 두 경우 모두 거의 모든 해안에서 입자가 좌초됩니다. 이 균질성은 아마도 그들이 동일한 흐름을 따른다는 사실에 의해 설명 될 것입니다. 소스와 싱크 사이의 이러한 재분배는 특정 해안 지역간에 잠재적으로 특정 연결이 있음을 보여줍니다.

이 연결성을 연구하고 수원과 수원 사이의 관계를 이해하기 위해 우리는 바다를 여러 부분으로 나눴습니다. 태평양이 동서로 균등하게 나뉘어 진 것을 제외하고는 큰 분지가 남북으로 절단되었습니다.

우리는 한 지역 (소스)에서 다른 지역 (싱크대)의 해안으로 씻어내는 입자의 양을 평가했습니다. 해안에 착륙하는 입자의 85 %는 두 시나리오 모두에서 원래 지역에서 발생하며, 이전의 이동 거리의 15 %는 최대 8km로 전 세계적으로 연결이 가능합니다.

따라서이 디지털 연구는 몇 가지 요소를 강조했습니다. 첫째, 강에서 나오는 폐기물과 해안 인구는 플라스틱에 의한 해양 오염의 두 가지 주요 원인을 구성하며, 수렴 지역의 중심부에 축적되는 전체 입자의 최대 20 %가 해안에서 방출됩니다.

그런 다음 두 시나리오 사이에는 상당한 차이가 있습니다. 해안 인구의 경우 수렴 영역에서 입자의 축적을 더 잘 추정하고 비율은 바다에서 끝나는 입자와 그 비율이 시나리오마다 다릅니다. 좌초하십시오.

마지막으로, 떠 다니는 잔해물이 좌초되기 전에 수천 킬로미터를 이동할 수 있다는 것을 보여주었습니다. 즉, 세계 어딘가에서 시작된 폐기물이 8000km 떨어진 다른 해안에서 끝날 수 있음을 의미합니다.

따라서이 이론적 연구를 통해 우리는 플라스틱 소스가 미래, 해안 및 연안에 미치는 영향을 더 잘 평가할 수 있습니다. 물리 및 우주 해양학 연구소의 연구원들은 이러한 질문에 초점을 맞추고 있으며 디지털 입자 좌초에 대한 해양 역학의 역할에 대한 더 많은 연구 결과가 나올 것입니다.대화

패니 셔 닐랏, 생태계 모델링 연구원 (LEMAR / LOPS / LEGOS), 국제 협회 (IRD)

이 기사는에서 재발행된다 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에. 읽기원본 기사.

© 첫 페이지 이미지 : 해양 플라스틱 오염의 80 %는 해안에서 발생합니다. Unsplash, CC BY-NC-SA

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