ブライアン・ユラシッツ/アンスプラッシュ, のCC BY-SA
私たちが毎年生産する数億トンのプラスチック廃棄物のうち、およそ XNUMX万トン 海に入る。 製造されるプラスチックの約半分は水よりも密度が低いため、浮遊します。 しかし、科学者は、 0.3百万トン プラスチックが海面に浮かんでいるので、残りはどこに行くのでしょうか？
あなたのフリースから脱落したプラスチック繊維の旅を考えてみてください。 大雨がそれを雨水管または近くの川に洗い流します。 小さな繊維はそこに落ち着きますか？ それとも、川はそれを海岸に運び、そこで海底にとどまりますか？ それとも、それはさらに浮き上がり続けますか？最終的に広大な外洋に行き着きますか？
プラスチック廃棄物がとり得る形の目まぐるしい多様性は、繊維の運命が他の無数の中でただ一つの謎であることを意味します。
失われたプラスチックがどこに行き着くのかを知ることは、海のどの部分がこの種の汚染によって最も影響を受けているのか、そしてどこに浄化努力を集中するのかを理解するのに役立ちます。 しかし、そのためには、さまざまな種類のプラスチックの経路を予測できる必要があります。これには、物理学者、生物学者、数学者の大規模なチームが協力する必要があります。
それが私たちの研究チームが行っていることです。 これが私たちがこれまでに学んだことです。
プラスチック経路
ボトルのような大きなプラスチック片は、何世紀とは言わないまでも何年もの間海面に浮かび、分解するのに長い時間がかかることはすでに知っています。 流れ、風、波は、数年の旅の後、それらを海盆の中心に運び、そこで環流と呼ばれる幅1,000kmの循環システムに蓄積する可能性があります。 広大な "ゴミパッチ結果は、ゴミの島というよりもプラスチックのスープに似ています。
しかし、プラスチック繊維の運命-おそらく海に到達するための最小のプラスチック片-はもっと複雑です。 大きな繊維は、砕波による乱流と太陽からの紫外線放射のために、数日から数週間にわたってさらに小さな断片に分裂する可能性があります。 これらはマイクロプラスチックと呼ばれ、サイズはXNUMXミリメートルからバクテリアよりも小さい斑点までさまざまです。
マイクロプラスチックは魚に食べられると推定されています 3人に1人?sh 人間が食べるものにはマイクロプラスチックが含まれています。 より小さな粒子は、動物プランクトン（表面に浮かぶ微細な動物）によっても消費され、クジラを含むさらに大きな動物によって食べられます。
微生物は、マイクロプラスチックの表面でも成長する可能性があり、「生物付着」と呼ばれるプロセスで微生物が沈みます。 ミシシッピ川やアマゾン川のような泥だらけの川には、 急速に落ち着く 彼らが塩辛い海水と接触したとき。 マイクロプラスチックは沈降粘土によって運び去ることができますが、これがどの程度正確に起こるかは不明です。
プラスチックの各ビットについてこれらすべての結果を定量化することは、非常に大きな課題です。 どの部分が魚になり、粘土で運ばれ、海底で微生物の粘液で覆われますか？ 外洋に到達するまでのプラスチックの割合のうち、生物付着または他の力が粒子を表面よりかなり下に引っ張って海底への長い最終降下を開始するのにどれくらいの時間がかかるかは不明です。
これらすべての複雑な要因により、プラスチックが最終的にどこに到達するかを予測することは絶望的に思えるかもしれません。 しかし、私たちはゆっくりと進歩しています。
波をキャッチ
波が荒い海でボートに乗ったことがあるなら、同じ場所で上下に揺れているだけだと思うかもしれません。 しかし、あなたは実際には波の方向に非常にゆっくりと動いています。 これはとして知られている現象です ストークスドリフト、そしてそれは浮遊プラスチックにも影響を及ぼします。
0.1ミリメートル未満の粒子の場合、海水の中を移動することは、私たちが蜂蜜の中を歩くようなものです。 しかし、海水の粘度は、XNUMXミリメートルを超えるプラスチックにはほとんど影響を与えません。 各波は、これらの大きな粒子にその方向への追加のプッシュを与えます。 現在検討中の予備調査によると、これはより大きなプラスチックが海に運ばれることを意味するかもしれません はるかに高速 小さなマイクロプラスチックよりも、より多くの海洋生物が見られる海の一部、つまり海岸周辺に定着する可能性が低くなります。
この研究には球形のプラスチック粒子の研究が含まれていましたが、マイクロプラスチック廃棄物には、ディスク、ロッド、柔軟な繊維など、あらゆる種類の形状とサイズがあります。 波は最終的にどこに影響を与えますか？
最近の研究では、非球形の粒子が波の方向と整列していることがわかりました。 レートを遅くする 彼らが沈むところ。 実験室実験 さらに、各プラスチック粒子の形状が輸送距離にどのように影響するかを示しました。 球形の粒子が少ないほど、海岸から遠くに行く可能性が高くなります。
不足しているプラスチックの謎を解くことは、まだ始まったばかりの科学です。 大きなマイクロプラスチックを以前考えられていたよりも速く輸送する波の能力は、それらが現在世界中の海で発見されている理由を理解するのに役立ちます。 北極で & 南極周辺。 しかし、フリースから引っ張られた繊維を見つけることは、干し草の山から針を見つけることよりもさらに困難です。
著者について
ブルース・サザーランド、物理学教授、 アルバータ大学; ミシェル・ディベネデット、機械工学助教授、 ワシントン大学、およびトンファンデンブレマー、工学准教授、 デルフト工科大学
この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.
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