Stężenie wszystkich rodzajów zanieczyszczeń mikroplastycznych i antropogenicznych mikrowłókien stwierdzone w tym badaniu nałożone na mapę cieplną przedstawiającą koncentrację ruchu morskiego (wszystkie rodzaje) oraz mapę cieplną przedstawiającą gęstość zaludnienia. We wszystkich przypadkach kolor czerwony oznacza wyższe liczby. Źródło: Uniwersytet Staffordshire
Specjaliści z zakresu medycyny sądowej i ochrony środowiska współpracowali nad stworzeniem nowej techniki naukowej umożliwiającej identyfikację „punktów zapalnych” zanieczyszczeń mikroplastikami w wodach otwartych.
Technikę przetestowano w nowojorskim Long Island Sound we współpracy z Uniwersytetem Staffordshire, The Rozalia Project for a Clean Ocean i Central Wyoming College.
Profesor Claire Gwinnett z Uniwersytetu Staffordshire wyjaśniła: „Lokalizacja Long Island Sound była interesująca, ponieważ występuje w niej wiele czynników, które mogą powodować zanieczyszczenie. Jest to ujście rzeki o dużej populacji dzikich zwierząt, ruchliwy szlak komunikacyjny uczęszczany przez statki towarowe i popularny obszar wędkarstwa. Położone w sąsiedztwie Nowego Jorku, jest również bardzo zaludnione i stanowi główny cel turystyczny.
Identyfikacja gorących punktów zanieczyszczeń
W badaniu, częściowo finansowanym przez Towarzystwo National Geographic, pobrano próbki z pokładu 60-calowego oceanograficznego żaglowca badawczego, Obietnica amerykańska. Zespół pobierał 1-litrowe próbki wody powierzchniowej co 5 mil od East River wzdłuż środka cieśniny Long Island do The Race, gdzie spotyka się ona z cieśniną Rhode Island.
Pobieranie próbek umożliwia analizę konkretnych lokalizacji, a badacze stosują podejście statystyczne w celu zidentyfikowania gorących punktów, w których mikroplastiku było najwięcej.
„Ludzie często używają terminu „hotspot”, ale nie jest on zdefiniowany naukowo. W poprzednich badaniach stosowano w dużej mierze metody subiektywne, bez stosowania jakichkolwiek zasad lub progów odróżniających punkty aktywne od punktów niebędących hotspotami” – skomentował profesor Gwinnett. „W naszym badaniu zaproponowano prostą, ale obiektywną metodę określania punktów aktywnych przy użyciu wartości odchylenia standardowego. To pierwszy raz, kiedy coś takiego zostało zrobione.”
Zaobserwowano dwa główne i dwa wtórne punkty aktywne w pobliżu obu końców obszaru pobierania próbek. Potencjalnie występuje efekt „wąskiego gardła” w węższych strefach lub odwrotnie, efekt rozcieńczenia w szerszej części cieśniny Long Island. Podobnie zaobserwowano, że gorące punkty znajdowały się blisko lub na linii ujścia rzeki, w szczególności Tamizy i Connecticut.
Nałożenie map cieplnych różnych rodzajów żeglugi i ruchu statków na mapę cieplną mikrocząstek z tego badania pokazuje potencjalne podobieństwa. W szczególności pomiędzy obszarami o dużym natężeniu ruchu statków rekreacyjnych i pasażerskich oraz o większym stężeniu mikroplastików.
Implikacje i dalsze badania
Profesor Gwinnett powiedział: „Musimy wziąć pod uwagę czynniki, które mogą mieć wpływ na te wyniki, takie jak populacja, położenie geograficzne i użytkowanie przez człowieka. Zidentyfikowane gorące punkty znaleziono jednak zarówno na obszarach gęsto zaludnionych, jak i w sąsiedztwie najsłabiej zaludnionych obszarów otaczających cieśninę Long Island Sound.
„Pierwszym krokiem w walce z tego typu zanieczyszczeniami jest scharakteryzowanie próbek mikrocząstek, abyśmy mogli zacząć rozumieć, skąd mogły pochodzić”.
97% próbek zawierało cząstki sztuczne. Mikrocząstki sklasyfikowano jako 76,14% włókien i 23,86% fragmentów. 47,76% włókien było syntetycznych, a 52,24% niesyntetycznych.
Do analizy mikrocząstek – obejmującej rodzaj, kolor, kształt, materiał, obecność środka połyskującego i szerokość – wykorzystano podejścia kryminalistyczne opracowane na Uniwersytecie Staffordshire, które pozwoliły zidentyfikować 30 unikalnych kategorii potencjalnych źródeł zanieczyszczeń.
Rachael Miller, kierownik wyprawy i założycielka projektu Rozalia, wyjaśniła: „W przeciwieństwie do większych fragmentów plastiku, które mogą wykazywać wyraźne cechy ułatwiające identyfikację pierwotnego źródła, takie jak grzbiety kapsli lub częściowe logo, jest to zazwyczaj bardzo trudne w przypadku mikrocząstek, chyba że Stosowane jest podejście analityczne, które w pełni charakteryzuje cząstkę.
„Identyfikacja konkretnego rodzaju przedmiotu, z którego pochodzi mikrocząstka, np. dżinsów, dywanu, opony czy środka higieny osobistej, zwiększa prawdopodobieństwo odkrycia mechanizmu transportu do środowiska. To z kolei zwiększa możliwości zapobiegania podzbiórowi zanieczyszczeń mikroplastycznych”.
Autorzy wzywają obecnie do stworzenia referencyjnych baz danych dotyczących potencjalnych substancji zanieczyszczających drogi wodne. Doktorantka Amy Osbourne specjalizuje się w kryminalistycznej analizie włókien na Uniwersytecie Staffordshire po ukończeniu studiów licencjackich na kierunku dochodzeń sądowych.
Powiedziała: „Nie możemy z całą pewnością zidentyfikować źródeł zanieczyszczeń, jeśli nie jesteśmy w stanie porównać próbek z dużymi, łatwymi do przeszukiwania bazami danych o znanym pochodzeniu. Takie bazy danych są już wykorzystywane w kryminalistyce przy identyfikacji źródeł dowodów znalezionych na miejscach zbrodni. Na przykład możemy zacząć od bazy danych zawierającej różne typy sieci rybackich i plandek, o których wiemy, że są powszechnie używane w obszarach takich jak Long Island Sound”.
Profesor Gwinnett dodał: „Chociaż potrzebne są dalsze badania, aby w pełni zrozumieć stężenia mikrodrobin plastiku i konsekwencje tego zanieczyszczenia, sama obecność wystarczy, aby zaangażować się w opracowywanie i wdrażanie rozwiązań”.
Odniesienie: „Microplastic and anthropogenic microfiber stress in the powierzchni waters of the East River and Long Island Sound, USA”, autor: Rachael Z. Miller, Brooke Winslow, Kirsten Kapp, Amy Osborne i Claire Gwinnett, 27 grudnia 2023 r., Badania regionalne w naukach o morzu.
DOI: 10.1016/j.rsma.2023.103360
