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海洋与废弃物系统

利用NASA技术探测海洋塑料

两只蝠鲼游过漂浮着碎屑的海水

作者:JANGIRA LEWIS | EARTH.ORG | 2021年9月10日 | 阅读约3分钟

利用NASA技术探测海洋塑料

原本主要用于分析飓风风速的NASA技术,如今也能用于探测海洋塑料数量。新方法尤其适合追踪微塑料如何移动、在哪里聚集及从哪里入海。组织可以利用监测数据定位高浓度区域,开展海洋清理任务。

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2016年开发的NASA卫星技术,现在可以追踪并判断海洋微塑料浓度。微塑料是约芝麻粒大小的小塑料碎片,也是全球海洋最常见的漂浮垃圾。它会影响植物生长、进入偏远生态系统,甚至出现在我们呼吸的空气中。被海洋动物摄入后,可能阻塞胃肠道,或制造饱腹错觉导致饥饿死亡。小至浮游动物,也会受到塑料污染影响。

这一新用途将有助于保护海洋生物,支持旨在减轻微塑料生态损害的研究,并帮助非营利和私人组织清理海洋。

气候与空间科学Frederick Bartmen讲席教授Chris Ruf和密歇根大学研究助理Madeline Evans,开发了利用NASA飓风全球导航卫星系统(CYGNSS)从太空探测海洋塑料浓度的新方法。塑料碎片估计占海洋垃圾80%—85%,因此这一方法可能对追踪和管理污染十分重要。

CYGNSS由八颗微型卫星组成,通过分析热带风速帮助科学家预测飓风。它最初用于监测风如何使水面变得粗糙,现在也可通过测量水面判断微塑料浓度。水面越平滑,含有高浓度微塑料的可能性越大。

Ruf表示:“结合CYGNSS卫星环绕地球时进行的全部测量,我们可以生成全球海洋微塑料浓度的延时图像。这些图像很容易识别太平洋垃圾带,以及北大西洋和南部海洋中的其他高浓度区域。”

卫星特别适合追踪微塑料的入海点、海上移动方式和聚集区。Ruf在2021年6月发表的论文中指出,数据呈现了一些趋势。例如,微塑料浓度有季节性:北半球在夏季6月、7月较高,南半球在夏季1月、2月较高。研究还发现,中国钱塘江和长江河口是两个主要来源,向东海输送微塑料。

这一追踪方法提供了客观、一致的数据来源,使科学家能够构建准确的移动时间线。目前,环保研究通常依赖商业和科研船舶拖曳细网孔的浮游生物采样网。问题在于船舶只能采样小片海域,所得记录可能不完整或不可靠,因此用这些局部数据估算整个海洋真实浓度并不稳妥。

文章介绍,芬兰清洁技术企业Clewat等组织也可使用这些数据,帮助船舶收集、回收和处理海洋垃圾。The Ocean Clean等组织同样能借助数据,更有效地完成清理任务。

不过,虽然卫星可以探测微塑料浓度,还需考虑其他变量。被监测的海面粗糙度,可能与微塑料伴随存在的表面活性剂有关。这类液态化合物广泛用于洗涤剂等产品,在海洋中的运动方式类似微塑料。Ruf解释:“还需进一步研究,确定我们识别到的平滑区域如何形成,以及是否间接由表面活性剂造成,从而更准确理解它们的输送机制与微塑料有何联系。”

Utah State University流域科学系的Janice Brahney于2021年4月发表论文,研究微塑料的影响和成因。她指出:“针对这一紧迫问题,还需要更多工作,了解不同环境如何影响过程……例如湿润与干燥气候、山地与平原。全球没有放慢塑料生产或使用,因此这些问题一年比一年迫切。”

主图摄影:Joerg Blessing

本文最初发表于Earth.Org,依据编辑合作协议转载。

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