如何用技术解决海洋塑料污染问题

我们海洋中的塑料污染是我们今天所面临的最紧迫的环境问题之一。一种新的研究2019年发布揭示了,由于其使用在50年代普遍存在,我们海洋中的塑料量一直在增加,而这个问题可能会变得更糟。

塑料污染不仅影响600多种海洋生物,它们可能吞食塑料碎片或被塑料碎片缠住,导致饥饿、溺水或窒息,还对经济产生负面影响,塑料污染造成的经济成本每年约为60 - 90亿美元。更重要的是,微塑料正威胁着人类的健康,鱼类和其他海产品通过食物链向我们携带有毒污染物。

海洋中的塑料问题不会消失,但技术可以帮助我们做一些事情。基于主体的模型,用于高级模拟个人或粒子对环境的行为和状态,是清洁我们的海洋的一种方法。这是如何。

在深海中发现塑料热点

基于代理的模型(ABM)已被用于查看海洋中塑料串或多莉绳索的分布。基本上,多莉绳索是用于保护在捕鱼操作期间免受磨损和撕裂的底部拖网网的塑料串。这些塑料中的许多串最终在海中,对海洋生物构成了威胁。

从多莉绳索的塑料位经常找到进入我们的海洋。爱游戏优惠©济

基于代理的建模有助于通过研究塑料在水柱中的发展以及它将沉淀的地方来识别沉积物中和深海的塑料中的热点。最近在北海的研究表明,使用多莉绳索造成跨越边界的沉积物和海滩的污染。为了保护环境,应考虑使用Dolly绳索的替代品。

图片显示,小车绳和其他直径小于1毫米的塑料纤维会被密度更高的生物污染。爱游戏优惠©济

确定安装清理系统的最佳地点

清理系统——使用浮动栅栏或围油栏——经常用于捕获漂浮在海洋表面的海洋垃圾。一个清理系统本质上就像一个人工海岸线,其目标是在一个区域内收集尽可能多的垃圾。基于agent的模型结合先进的水动力模型可以确定放置清理系统的最佳位置,以捕获和清除最大数量的海洋垃圾。

实时追踪塑料污染的系统

技术还可以帮助建立全面运作的塑料污染全球监测系统。海洋清理是一种非营利基础,开发从海洋中提取塑料的技术,正在使用机器学习来检测 - 使用来自摄像机的图像 - 实时河流塑料的数量和特征。为什么河流?因为河流是海洋中塑料的主要来源90%的塑料来自仅仅10个河流系统,最好的塑料污染管理就从这里开始。

有研究进展能够突出来自海洋中部的卫星图像的塑料斑块。将这些技术的输出与我们模型的输入相结合,可能导致实时塑性跟踪系统。

塑料微粒呢?

如果在海面上有大量的塑料碎片堆积,那么在海面下——也许在深海里,我们有这样的地方吗?研究海洋塑料的科学家发现了这一点99%的塑料进入海洋消失了。那么他们在哪里?有一些理论,如塑料进入食物链,较小的碎片,生物降解,滩皮和光降解,但最可能的原因是沉淀。

海洋的生长会增加塑料颗粒的比密度,刺激其下沉。这更适用于那些密度比水低且最初会漂浮的塑料。但这代表了生产的塑料的一半以上。塑料的密度比水高,进入水中时就会下沉。建模可以帮助我们识别水中塑料的行为及其可能的轨迹和位置,进一步加大清理工作。

除水流外,塑料颗粒在水中的运动受到其他因素的高度影响。水平方向受风(Ekman输运)和波浪(stokes漂移)的影响,垂直方向受密度的影响。由于生物垢在颗粒上的生长会改变颗粒的密度,颗粒的垂直分布受到有效光照、叶绿素和温度等影响生物垢生长本身的因素的影响。爱游戏优惠©济

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佛罗伦萨·卡特,环境工程师

作者:佛罗伦萨·卡特,环境工程师

Florence于2018年加入DHI,担任丹麦总部的环境工程师。她的硕士论文就是以海洋塑料为主题,进行了广泛的研究。

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