AQUÆ
Изображение по умолчанию
компания

Что происходит с пластиковыми отходами, сбрасываемыми в океан с берегов и рек?

Время чтения: 6 минут


Фанни Шениллат, Институт Развития Развития (IRD)

Загрязнение широко распространено от прибрежных регионов до океана, и теперь известно о его драматических последствиях для морской флоры и фауны. Поскольку с 1950-х годов производство пластика росло в геометрической прогрессии, недавно было показано, что без стратегии по сокращению этих отходов, это загрязнение утроится к 2040 году..

Чтобы уменьшить их, давайте сначала попробуем понять, какими путями они идут. Это включает в себя определение их источников и поглотителей, откуда они происходят и где «заканчивают» свой курс. По оценкам, такое загрязнение морской среды пластмассами составляет 80% прибрежного происхождения - то есть в результате речного водоснабжения или населения прибрежных районов. Остальное будет связано с морской деятельностью.

К 2040 году загрязнение океанов пластиком утроится (Les Échos / Youtube, 13 августа 2020 г.).

Однако у нас до сих пор отсутствуют данные и наблюдения по этим отходам. Чтобы понять перенос и распространение пластика в океанах, численные модели являются идеальным инструментом для преодоления этих пробелов в наблюдениях и проверки гипотез о поведении частиц в воде.

Это именно то, что мы пытаемся сделать в исследовании, которое я проводил с другими исследователями в лаборатории физической и пространственной океанографии. Опубликовано в апреле следующего года в Загрязнение морской среды бюллетень, он направлен на то, чтобы узнать судьбу плавающего пластикового мусора, который отбрасывается вдоль побережья, на основе модели циркуляции океана в глобальном масштабе.

Пластиковые отходы в виде цифровых частиц

Точнее, цель этого исследования - сравнить траекторию плавающих пластиковых частиц в зависимости от того, как они попали в воду с побережья.

В первом сценарии, называемом реками, отходы поступают из рек и следует модели, разработанной исследователями в 2017 году, согласно которой примерно 2 миллиона тонн пластика выходить в океан каждый год. Реки, наиболее загрязняющие окружающую среду, в основном расположены вдоль побережья западной части Тихого океана, и на их долю в этом сценарии приходится около 70% глобальных выбросов.

Второй сценарий, основанный на количестве людей, проживающих на побережье, пропорционален количеству пластиковых отходов, которые не обрабатываются. Модель основан на собранных оценках в исследовании 2015 года, по оценкам которых в 5 году в океан было выброшено от 13 до 2010 миллионов тонн пластикового мусора. В этом сценарии, известном как прибрежное население, поступления распределяются по берегам более равномерно, чем в сценарии с реками.

Что такое океанский круговорот? (Экспедиция 7ᵉ континент / Youtube, 3 мая 2016 г.).

Чтобы изучить их распространение и судьбу, мы смоделировали прибрежные пластиковые отходы в виде цифровых частиц, которые ежедневно отслеживают эволюцию течений в глобальном масштабе в течение 23 лет (с 1993 по 2015 годы).

Эти цифровые частицы не точно отражают реальность, это теоретический случай загрязнения пластиком: здесь мы рассматриваем только плавающую часть загрязнения, то есть отходы, переносимые на поверхность океанов. они составляют 50% загрязнения моря пластиком. Поэтому наши частицы никогда не оседают на дно воды.

Чтобы имитировать продолжающийся приток пластикового загрязнения в океан, каждый месяц в обоих сценариях выбрасывается 20 000 частиц - всего около 6 миллионов частиц за 23 года численного моделирования. Хотя в действительности вклад рек и населения прибрежных районов представляет разные уровни загрязнения, мы решили смоделировать одинаковое количество частиц в каждом сценарии, чтобы иметь возможность сравнивать их путь.

Частицы повсюду ...

В конце моделирования мы восстанавливаем географическое положение цифровых частиц: затем мы находим как частицы возрастом 23 года, выпущенные в начале процесса, так и самые молодые, выпущенные всего несколько месяцев назад.

Если бы у нас был спутник, который обнаруживал бы пластмассовые частицы на поверхности океанов, мы бы получили такую ​​картину - предполагая, что загрязнение поверхностными частицами исходило только от рек или прибрежного населения. здесь.

Что интересно, так это то, что в обоих случаях частицы присутствуют почти повсюду в океанах. От побережья до середины океанических бассейнов с гораздо более высокой концентрацией в середине каждого океанского круговорота: они называются зонами субтропической конвергенции.

Их 5, известных скоплением пластиковых отходов: в центре Индийского океана, в северной и южной частях Тихого океана, в Северной и Южной Атлантике. Если физическая динамика кажется похожей в двух симуляциях, мы наблюдаем значительные различия в концентрации: в сценарии с реками количество частиц намного меньше в трех океанских бассейнах - южной части Тихого океана, Северной Атлантике и Южной Атлантике. С доступными нам данными кажется, что сценарий прибрежной популяции более точно воспроизводит накопление в субтропических зонах конвергенции, чем в речных.

В обоих случаях одинаковое количество частиц присутствует в центре зоны конвергенции северной части Тихого океана и Индии, с быстрым накоплением: всего через 5 лет они достигают сердцевины этих вихрей. Это доказывает, что расстояния, пройденные между источником загрязнения (берегом) и стоками (сердцем круговорота), относительно короткие.

В южно-тихоокеанском круговороте, напротив, частицы накапливаются очень медленно - в популяционном сценарии; это показывает, что частицы путешествуют долгое время и на большие расстояния, прежде чем достичь этой области: поэтому основной источник не обязательно расположен на побережье южной части Тихого океана.

Со статистической точки зрения, менее 20% частиц, отклоняемых побережьем, находятся в центре субтропических зон конвергенции. Только 29% попадают в океан по сценарию реки против 45% по сценарию с популяцией. Куда делись остальные?

54-70% застряли на берегу

В сценарии с реками 70% частиц оказались на мели по сравнению с 54% в сценарии с популяциями. Несмотря на это различие в количестве и четкое распределение источников, их окончательное распределение в обоих случаях схоже: в обоих случаях частицы скручены почти на всех побережьях. Эта однородность, возможно, объясняется тем, что они следуют одним и тем же токам. Это перераспределение между источниками и стоками показывает, что между некоторыми прибрежными регионами существуют потенциально специфические связи.

Чтобы изучить эту взаимосвязь и понять взаимосвязь между источниками и стоками, мы разделили океан на несколько частей: большие бассейны разделены между севером и югом, за исключением Тихого океана, поровну разделенного между востоком и западом.

Мы оценили количество частиц, которые выносятся из одного региона (источников) к берегам другого региона (опускаются). 85% частиц, которые приземляются на побережье, делают это в своем регионе происхождения в обоих сценариях, а 15% из них ранее перемещались на расстояние до 8 км, что обеспечивает возможность соединения в глобальном масштабе.

Таким образом, это цифровое исследование выявило несколько элементов. Во-первых, отходы рек и прибрежное население составляют два основных источника загрязнения морской среды пластмассами, при этом до 20% от общего количества частиц выбрасываются с побережья, которые накапливаются в центре сходящихся территорий.

Кроме того, между двумя сценариями есть существенные различия: прибрежное население лучше оценивает накопление частиц в областях конвергенции, а пропорции варьируются от одного сценария к другому между частицами, которые заканчиваются в море, и теми, которые сесть на мель.

Наконец, мы показали, что плавающие обломки могут преодолевать тысячи километров, прежде чем выброшены на мель, а это означает, что отходы, начавшиеся с одного побережья где-то в мире, могут оказаться на другом берегу в 8000 км.

Таким образом, это теоретическое исследование позволяет нам лучше оценить влияние источников пластмасс на их будущее, на побережье и на море. Исследователи из Лаборатории физической и космической океанографии сосредоточивают внимание на этих вопросах, и в будущем появятся новые выводы о роли динамики океана в формировании цифровых частиц.Беседа

Фанни Шениллат, Исследователь в области моделирования экосистем (LEMAR / LOPS / LEGOS), Институт Развития Развития (IRD)

Эта статья переиздана с Беседа под лицензией Creative Commons. Прочитайтеоригинальная статья.

© изображение на первой странице: 80% загрязнения морской среды пластиком имеет прибрежное происхождение. Unsplash, CC BY-NC-SA

Читайте также ...

Скоро вода, сельское хозяйство и кислород на Марсе?

КОМАНДА AQUAE

Для боливийских женщин вода - источник жизни ... и сохраняющегося неравенства

Альбан Деруэ

Дефицит воды и сельское хозяйство: след «нетрадиционных» источников

КОМАНДА AQUAE

Оставьте комментарий

Этот сайт использует Akismet для уменьшения нежелательности. Узнайте больше о том, как используются ваши комментарии.

Переведите "
X