Mikroplastisk förorening: Var går all skräp i de stora sjöarna?

Medvetenheten stiger över hela världen om svampen av föroreningar från havet, från händelserna till Earth Day 2018 till omslaget till nationella geografiska tidskrift. Men få människor inser att liknande koncentrationer av plastförorening samlas i sjöar och floder. En ny studie fann mikroplastiska partiklar - fragment som mäter mindre än fem millimeter - i globalt framställt kranvatten och öl som bryggdes med vatten från de stora sjöarna.

Enligt senaste uppskattningar går över 8 miljoner ton plast varje år i havet. Med hjälp av denna studie beräkningar av hur mycket plastförorening per person kommer in i vattnet i kustregioner, har en av oss (Matthew Hoffman) uppskattat att cirka 10 000 ton plast går in i de stora sjöarna årligen. Nu analyserar vi var det ackumuleras och hur det kan påverka vattenlevande liv.

Inga skräpplaster, men massor av skrot på stränder

Plast går in i de stora sjöarna på många sätt. Människor på stranden och på båtar kasta sop i vattnet. Mikroplastisk förorening kommer också från avloppsreningsverk, stormvatten och jordbruksavrinning. Vissa plastfibrer blir luftburna - eventuellt från kläder eller byggmaterial som väder ut utomhus - och sätts förmodligen in i sjöarna direkt från luften.

Provtagning av naturliga vattenkroppar för plastpartiklar är tidskrävande och kan göras på endast en liten del av en given flod eller sjö. För att öka den faktiska provtagningen kan forskare använda beräkningsmodeller för att kartlägga hur plastföroreningar kommer att röra sig när det kommer in i vattnet. I havet visar dessa modeller hur plast samlas i vissa platser runt om i världen, inklusive Arktis.

När plastförorening ursprungligen hittades i de stora sjöarna, fruktade många observatörer att det kunde ackumuleras i stora flytande sopor, som de som skapades av havsströmmar. Men när vi använde våra beräkningsmodeller för att förutse hur plastföroreningar skulle röra sig i ytvatten i Erie Lake, fann vi att tillfälliga ackumuleringsregioner bildades men inte kvarstod som de gör i havet. I Erie och de andra stora sjöarna bryts starka vindar upp ackumuleringsregionerna.

Efterföljande simuleringar har också inte funnit några bevis för en Great Lakes soptipp. Ursprungligen verkar detta som goda nyheter. Men vi vet att mycket plast går in i sjöarna. Om det inte samlas i sina centra, var är det?

Med hjälp av våra modeller skapade vi kartor som förutspår den genomsnittliga ytfördelningen av föroreningar från Great Lakes. De visar att det mesta slutar närmare stranden. Detta bidrar till att förklara varför så mycket plast finns på stränderna i Great Lakes: år 2017 samlade frivilliga med Alliansen för de stora sjöarna mer än 16 ton plast vid beach cleanups. Om mer plast slutar nära kusten, där mer vilda djur är belägna och där vi får vårt dricksvatten, är det verkligen ett bättre resultat än en soptipp?

Söker efter saknad plast

Vi uppskattar att över fyra ton mikroplastisk flyter i Lake Erie. Denna siffra är bara en liten del av de cirka 2.500 ton plast som vi uppskattar in i sjön varje år. På samma sätt har forskare funnit att deras uppskattningar av hur mycket plast som flyter på havets yta står för endast cirka en procent av den beräknade insatsen. Plastförorening har negativa effekter på många organismer, och för att förutsäga vilka ekosystem och organismer som drabbas mest, är det viktigt att förstå var det går.

Se också: En 7: e grader byggde en undervattensrover för att rädda hav från mikroplastik

Vi har börjat använda mer avancerade datormodeller för att kartlägga den tredimensionella distributionen av förorening av plast i de stora sjöarna. Om vi ​​antar att plast helt enkelt rör sig med strömmar, ser vi att en stor del av det förutses sjunka till sjöbottnar. Kartläggning av plastförorening på detta sätt börjar belysa exponeringsriskerna för olika arter baserat på var de bor i sjön.

Enligt våra första simuleringar förväntas mycket av plasten sjunka. Denna förutsägelse stöds av sedimentprover samlade från botten av de stora sjöarna, som kan innehålla höga koncentrationer av plast.

I en riktig sjö flytta inte plast bara med strömmen. Det kan också flyta eller sjunka baserat på dess storlek och densitet. Som partikelflottar och "förväxlas" av sol och vågor, bryter sig in i mindre partiklar och blir koloniserade av bakterier och andra mikroorganismer, kommer dess förmåga att sjunka att förändras.

Bättre förståelse för de processer som påverkar plasttransporten gör att vi kan skapa mer exakta modeller för hur det rör sig genom vattnet. Dessutom vet vi lite så långt om hur plast tas bort från vattnet när det landar på botten eller på stranden eller tas in av organismer.

Prediction informerar förebyggande

Att utveckla en komplett bild av hur plastföroreningar reser genom vattenvägar, och vilka livsmiljöer som är mest utsatta för risker, är avgörande för att ta fram och testa möjliga lösningar. Om vi ​​kan exakt spåra olika typer av förorening av plast efter att de kommer in i vattnet kan vi fokusera på de typer som hamnar i känsliga livsmiljöer och förutsäger deras ultimata öde.

Naturligtvis är det för det första det bästa sättet att eliminera problemet att förhindra att plast kommer in i våra vattendrag. Men genom att bestämma vilken plast som är mer toxisk och också mer sannolikt att komma i kontakt med känsliga organismer eller hamna i vattentillförseln, kan vi rikta oss till det värsta av det värsta. Med denna information kan myndigheter och bevarandegrupper utvecklas specifika samhällsutbildningsprogram, målsättningsansträngningar och arbeta med industrier för att utveckla alternativ till produkter som innehåller dessa material.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation av Matthew J. Hoffman och Christy Tyler. Läs den ursprungliga artikeln här.