7 Minutės
Kai pagalvojate apie plastiką vandenyne, pirmiausia į galvą ateina buteliai ir maišai, plūduriuojantys paviršiuje. Tačiau matomas šiukšles yra tik dalis istorijos. Nauji tyrimai rodo, kad plūduriuojančios plastiko atkarpos gali išlikti jūros paviršiuje dešimtmečius ir nuolat skleidžia mikroplastiką, kuris lėtai leidžiasi per vandens stulpą, pritvirtėdamas prie natūralių jūros dalelių.
Nuo paviršiaus šiukšlių iki mikroskopinių keleivių
Dideli, plūduriuojantys objektai, tokie kaip maisto pakuotės, maišeliai ar žvejybos įrangos fragmentai, gali plūduriuoti metų metus. Saulės spinduliai, bangos, cheminės aplinkos veiksniai ir biologinis augimas ant plastiko – taip vadinami biofilmai, sudaryti iš mikroorganizmų ir dumblių – palaipsniui silpnina ir skilina šiuos objektus į vis mažesnes daleles. Tačiau šis skaidymasis vyksta labai lėtai, kartais per dešimtmečius, ir yra priklausomas nuo polimerų sudėties, aplinkos temperatūros, ultravioletinės spinduliuotės intensyvumo bei mechaninio streso nuo bangavimo.
Fluorescenciniu būdu paženklintas polietileno mikroplastikas (apie 0,1 mm dydžio) parodytas įstrigęs jūros sniege. (Nan Wu, CC BY-NC-ND)
Mūsų supratimas apie tolimesnius procesus žymiai pagerėjo dėka naujo kompiuterinio modelio, kuris sieja plastiko degradaciją su vandenyno procesais, tokiais kaip srovės, turbulencija ir suspenduotų organinių dalelių, vadinamų „jūros sniegu“, nusėdimas. Vietoj paprasto prielaidos, kad mikroplastikai pasiekia kritinį dydį ir paprasčiausiai iškrenta iš paviršinio sluoksnio, šis modelis imituoja fragmentaciją, transportavimą ir pakartotinius sąveikos epizodus su leidžiančiaisis organiniais agregatais. Modelyje įtraukiami parametrai, kurie atspindi polimerų siūlų darinį, jų paviršiaus savybes, biologinio apaugimo dinamiką ir hidrodinamikines sąlygas, todėl prognozės tampa tikslesnės ir leidžia identifikuoti transporto kelius per viršutinį vandenyno sluoksnį.
Kaip jūrų sniegas pavertžia plastiką konvejeriu
Jūrų sniegas yra tarsi lėtas vandenyno snigimas: nuolatinis organinių plokštelių, sudarytų iš negyvų planktono likučių, fekalinių pelletų ir kitų lipnių detritų, lietus. Šie agregatai suklumpa į didesnes daleles ir leidžiasi žemyn, traukdami šilumą, anglies dalis ir viską, ką sugeba pas gaudyti, į gilumą. Mikroplastikai, kurie įgyja tinkamą dydį ir paviršiaus savybes, kurios skatina sukibimą, gali prikibti prie jūros sniego ir būti pernešami iš paviršinio sluoksnio į gilesnius vandenis.
Prikibimas ir atsilaisvinimas: ilgas ciklinis kelias
Modelio rezultatai rodo, kad mikroplastikai nesikabina vieną kartą ir neskubiai nenusileidžia iki dugno. Vietoj to dalelės gali daug kartų pritvirtėti ir atlaisvėti, kai jos keliauja per viršutinį vandenyną. Srovės, turbulencija ir kintantys biofilmų sluoksniai sukelia pakartotinius užfiksavimo ir paleidimo epizodus, todėl mikroplastikai praleidžia ilgą laiką tranzite. Praktikoje tai reiškia, kad plastikai, kurie pateko į vandenyną prieš kelis dešimtmečius, vis dar skyla šiandien ir toliau gamina naujas mikroplastiko daleles. Be to, tokie cikliški procesai gali nulemti platų priemaišų spektro susikaupimą jūrinėse dalelėse — nuo cheminio teršalų pritvirtėjimo prie mikroplastiko iki biologinių bendruomenių pokyčių agregatų viduje.
Plastiko skilimas vandenyne vyksta labai lėtai
Sprendžiant „trūkstamo plastiko“ mįslę
Mokslininkai ilgą laiką nustatė neatitikimą: plastiko kiekis, kuris žinomas, kad patenka į vandenyną, gerokai viršija tą, kurį tyrėjai gali rasti plūduriuojant paviršiuje. Kur dingo likusi dalis? Kombinuotas eksperimentinis ir modeliavimo požiūris padeda paaiškinti daugumą šio neatitikimo. Vietoj to, kad plastikas pranyksta be ženklo, reikšminga dalis plūduriuojančios medžiagos palaipsniui transformuojasi į mikroplastiką, kurį periodiškai nuneša žemyn jūros sniegas ir vandenyno dinamika. Per šimtmetį tik dalis pradinės plūduriuojančios medžiagos lieka paviršiuje.
Toks judėjimas nėra nekenksmingas. Vandenyno biologinis siurblys — mechanizmas, kuriuo anglis eksportuojama iš paviršinių vandenų į giliavandenę sritį — gali būti sutrikdytas, jei mikroplastikas taps plačiai paplitęs jūros sniege. Gausūs sintetiniai komponentai gali pakeisti agregatų tankį, lipnumą ir leidimosi greitį, o tai savo ruožtu keistų, kaip efektyviai vandenynas kaupia anglies junginius ir perdirba maistines medžiagas. Tokie pokyčiai gali turėti platesnes pasekmes klimato reguliavimui ir jūrų ekosistemų produktyvumui: jei biologinis siurblys susilpnės, mažės anglies sankaupos dugne, o tai gali paveikti atmosferinį anglies dioksidą per ilgalaikį laikotarpį.
Kodėl tai svarbu politikai ir valymui
Mikroplastiko tarša nėra trumpalaikė problema, kurią galima išspręsti viena valymo kampanija. Net jeigu šiandien visi plastiko nutekėjimai būtų sustabdyti, plūduriuojančios atkarpos išliktų ir per dešimtmečius generuotų mikroplastiką. Ši realybė reikalauja sisteminių sprendimų: mažinti plastiko gamybą, perprojektuoti medžiagas, kad jos būtų patvaresnės ir lengviau perdirbamos, tobulinti atliekų tvarkymo sistemas ir formuoti politiką, kuri apimtų pilną plastiko gyvavimo ciklą. Politikos priemonės gali apimti gaminio dizaino reikalavimus, depozitų sistemas, išplėstinę gamintojo atsakomybę ir subsidijas plastiko pakaitalams bei perdirbimui.
Paplūdimo valymo akcijos ir vandenyno surinkimo priemonės turi savo vietą — ypač kalbant apie dideles šiukšles, kurios kelia tiesioginę grėsmę jūriniams gyvūnams. Tačiau jos nepakankamos, kad spręstų lėtą, ilgalaikį procesą, kuriuo plūduriuojantis plastikas pamažu virsta giliavandeniu mikroplastiku. Supratimas apie transporto kelius, tokius kaip jūrų sniegas, padeda nukreipti intervencijas ten, kur jos duotų didžiausią efektą, ir numatyti ekosisteminius padarinius. Pvz., regioninė politika, kuri riboja lengvųjų vienkartinių plastikų naudojimą arba gerina kanalizacijos ir civilių atliekų sistemas, gali sumažinti į vandenyną patenkančių plūduriuojančių šiukšlių kiekį per dešimtmečius.
Ekspertų įžvalgos
„Šis tyrimas riša grandis tarp fragmentacijos, biologinės agregacijos ir vandenyno transporto,“ sako dr. Lena Morales, jūrinė biogeochemininkė iš Lisabonos universiteto. „Jis atskleidžia, kad jūros paviršius yra tik viena ilgos istorijos dalis. Mikroplastikai yra dinamiškos grandinės dalis, kuri pasiekia gilumą ir gali išlikti kartoms — todėl sprendimai turi būti daugiadešimtmečiai ir sisteminiai.“ Ši ekspertų pastaba pabrėžia, kad mokslas ir politika turi veikti sinergiškai: tyrėjų atradimai turėtų informuoti reguliavimą, o politikos tikslai – nukreipti finansavimą ir viešąsias programas, kurios mažina plastiko patekimo į aplinką riziką.
Mokslinis kontekstas ir tolimesni tyrimai
Modelis statomas ant laboratorinių eksperimentų, kurie kiekybiškai įvertina, kaip mažos plastiko dalelės sąveikauja su suspenduotomis organinėmis dalelėmis, ir po to šie procesai įterpiami į realistišką vandenyno fiziką. Ateities darbai tikslins, kaip skirtingų polimerų rūšys, formos, paviršiaus tekstūros ir biofilmų sudėtis veikia pritvirtėjimo greičius, ir naudos laukų stebėjimus ilgalaikiams transporto prognozėms patvirtinti. Yra svarbių tarpdisciplininių klausimų: kaip mikroplastikas jūros sniege veikia mikrobines bendruomenes, maistinių medžiagų ciklą ir anglies sekvestraciją baseinų lygiu? Kaip cheminiai priemaišai, tokie kaip sunkieji metalai ar POPs (perinęšami organiniai teršalai), koncentruojasi ant mikroplastiko ir agregatų, ir kokia yra jų bioįsisavinimo rizika?
Pripažindami plastiką kaip dalį vandenyno dalelių srauto (particulate flux), mokslininkai perorientuoja tiek mokslo prioritetus, tiek viešąją komunikaciją. Ten, kur anksčiau dėmesys buvo sutelktas į matomas šiukšles paviršiuje, dabar akcentas turi pasisukti į medžiagų gyvavimo ciklo sekimą — nuo gamybos iki giliavandenės depozicijos — ir į prevenciją, kol žalingi rezultatai nesusiformavo jūrinių ekosistemų šerdyje. Tai reiškia didesnį investicijų poreikį į ilgalaikes stebėsenos programas, tolesnius laukų tyrimus su pažangiais sensoriais ir tarptautinį duomenų dalijimąsi.
Vandenynas jungia viską: tai, kas šiandien plūduriuoja, anksčiau ar vėliau nukris, susiskaldys ir vėl atsiras naujomis formomis. Mūsų užduotis — užtikrinti, kad tai, ką paliekame užnugaryje, būtų mažiau žalinga nei tai, ką jau paleidome į laisvę. Siekiant šio tikslo reikia derinti mokslinį supratimą apie mikroplastiko ekologiją, politikos priemones, pramonės inovacijas ir visuomenės elgsenos pokyčius. Tik tokia integruota strategija gali sumažinti ilgalaikes plastiko taršos pasekmes jūrų ekosistemoms ir žmonių gerovei.
Šaltinis: sciencealert
Palikite komentarą