Zanieczyszczenie środowiska plastikiem stało się poważnym globalnym problemem. Znaczna część plastikowych odpadów ostatecznie trafia do oceanu, głównie za pośrednictwem rzek, które przenoszą je z obszarów miejskich czy rolniczych.

Z biegiem czasu większe elementy plastikowe rozpadają się na mniejsze kawałki, określane jako mikroplastik (średnica mniej niż 5 milimetrów) i mezoplastik (od 5 do 25 milimetrów). Fragmenty plastiku mogą rozprzestrzeniać się w różnych ekosystemach i obecnie występują w wielu organizmach żywych, w tym w ludziach.

Aby opracować skuteczne środki zaradcze, niezbędne jest dokładne oszacowanie ilości plastiku przenoszonego przez rzeki do oceanu.

Jak wykazali naukowcy z Tokyo University of Science (Japonia), stężenie zarówno mikroplastiku, jak i mezoplastiku znacznie wzrasta podczas powodzi. Nieuwzględnianie tego zjawiska może prowadzić do poważnego niedoszacowania rocznych emisji plastiku z rzek do oceanów. Tymczasem w wielu wcześniejszych badaniach analizowano stężenia mikroplastiku i mezoplastiku (MMP) tylko w wodzie rzecznej w normalnych warunkach niskiego przepływu.

Zdaniem autorów wyniki ich badań mogą pomóc w opracowaniu skutecznych środków zaradczych przeciwko zanieczyszczeniu plastikiem.

Adiunkt Mamoru Tanaka i profesor Yasuo Nihei z Wydziału Inżynierii Lądowej i Wodnej z Tokyo University of Science przeprowadzili kompleksowe badania terenowe, aby zbadać, jak wysokie przepływy wpływają na stężenie MMP.

„Poprzednie badania wykazały, że stężenie MMP znacząco wzrasta w wezbranych rzekach, prawdopodobnie z powodu spływu wody z dróg miejskich, który przenosi MMP do rzek rurami kanalizacyjnymi i innymi kanałami – wyjaśnia dr Tanaka. - W tym badaniu, po raz pierwszy na świecie, wyjaśniliśmy ten transport, pobierając bezpośrednio próbki wody rzecznej podczas powodzi z czterech japońskich rzek w sześciu momentach, rejestrując, jak zmienia się transport plastiku wraz ze wzrostem i spadkiem poziomu wody”.

Zespół przeprowadził kampanie terenowe w zlewniach obejmujących obszary miejskie, rolnicze i leśne o stosunkowo dużej gęstości zaludnienia. Kampania terenowa obejmowała sześć opadów - od 8,8 do 117,9 milimetra. Podczas każdego z nich próbki wody powierzchniowej pobierano co godzinę przez 12–15 godzin, zarówno w fazie wzrostu, jak i spadku przepływu w rzece.

Oprócz pomiaru stężenia MMP, przeprowadzono również pomiary mętności. Wyniki pokazały, że stężenia MMP w warunkach wysokiego przepływu wzrosły o jeden do czterech rzędów wielkości w porównaniu z warunkami niskiego przepływu. Wykorzystując dane obserwacyjne, naukowcy zidentyfikowali ogólny trend między ładunkiem (L) a zrzutem (Q), znany również jako zależność L-Q. Zależność ta jest powszechnie stosowana do szacowania ilości mikroplastiku i mezoplastiku odprowadzanego z ujścia rzeki. „Bardzo niewiele badań określiło ilościowo zależność L-Q dla plastiku” – zauważył dr Tanaka.

Zależność tę można zastosować do obliczenia całkowitej ilości MMP odprowadzanego z ujścia rzeki w ciągu roku w szerokim zakresie warunków.

Co ważne, analiza zależności L-Q wykazała, że transport plastiku jest wysoce skoncentrowany w krótkich okresach wysokiego przepływu. W jednej rzece 90 proc. rocznego ładunku mezoplastiku zostało przetransportowane w ciągu zaledwie 43 dni w ciągu roku. Oznacza to, że pomijanie warunków wysokiego przepływu może prowadzić do poważnego niedoszacowania ilości plastiku odprowadzanego przez rzeki do oceanu.

Roczny ładunek mikroplastiku wykazywał podobny, choć mniej wyraźny wzorzec. „Te odkrycia dostarczają cennych informacji na temat transportu plastikowych odpadów rzecznych podczas powodzi. Każdy może łatwo oszacować ilość swoich plastikowych odpadów, wizualizując w ten sposób obciążenie rzek w ujęciu numerycznym – zauważa prof. Nihei. - Wykorzystując zidentyfikowaną zależność L-Q, można lepiej zwizualizować roczny zrzut plastiku, co pozwoli na lepszy monitoring i skuteczniejsze decyzje polityczne”.

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ agt/