Како да го извадиме пластичното ѓубре од океанскиот спектар на науката
Пластичен отпад: секундарни недели во океанот
Колку што може да види окото, преголем колбас направен од портокало-црвени пластични шипки околу Пацификот. Огромната работа се претпоставува дека е долга 100 километри и собира пластичен отпад што лета кон оваа бариера со океанските струи. Таквите собирачи на ѓубре не треба да останат без работа наскоро. На крајот на краиштата, се вели дека скоро 5.000 милијарди пластични честички пливаат во океаните, од мали суштества што можат да се видат само под микроскоп до патики, гумени патки и пластични кеси. Покрај тоа, околу 4,8-12,7 милиони тони пластичен отпад се влеваат во морето секоја година, со силна тенденција за зголемување. Како тенка ѓубре супа, оваа мешавина плови на површината на водата, ги труе школките и другите организми, ги заглавува органите за варење на морските желки и морските птици. Доколку огромната пластична колбас искочи дел од отпадот надвор од водата, помалку животни ќе умрат, се надева управниот директор на компанијата „The Ocean Cleanup“ Бојан Слат.
Пловечката бариера во моментов е уште далеку. Досега, Бојан Слат и неговите вработени тестираа само своевидна минијатурна верзија на планираната бариера долга 100 километри: во март 2014 година во Азорските Острови и во септември истата година во пристаништето Ротердам, само 40 метри лебдеа на вода. Тие се состојат од ткаенина обложена со ПВЦ, а со тоа и една од пластиките што подоцна ќе се извадат од водата. Така што уредот не се оддалечува, тој е закотвен на морското дно. Сепак, на Азорските Острови беше само 25 метри под нивото на водата и затоа беше лесно достапен. Од друга страна, во Пацификот длабочината на водата е неколку илјади метри. Ако сакаат таму да го закотват својот огромен ПВЦ колбас, операторите прават нови технички терени.
Како тест предмети, Бојан Слат и неговиот тим фрлиле пластична плочка, пластично шише и медиум и мало парче пластика преку бродот за придружба и го забележале нивното однесување. Како што се сомневаа, приливите струи пред островите ги возеа четирите делови прво кон ПВЦ бариерата, а подоцна по својата кривина кон центарот. Токму на овој начин треба да работи готовиот систем подоцна: Во Пацификот, огромен воден вртлог го вози отпадот наоколу во круг - т.н. пацифички вртлог за ѓубре. Колку е погодената област е тешко да се процени, бидејќи концентрацијата на пластика очигледно се намалува континуирано од центарот на вителот нанадвор. Во зависност од пластичната содржина на која тие ја поставуваат надворешната граница на вртлогот за ѓубре, истражувачите наидуваат на области помеѓу 700.000 и 15 милиони квадратни километри. Првата вредност одговара на околу двапати поголема површина од Германија и втората на една и пол пати поголема од површината на Европа.
Успешна употреба во голем обем?
Веднаш штом струите ќе ги наведат честичките во баражот и по него до центарот на бариерата, тие треба да се извадат од водата таму со подвижна лента и да се сместат во силос или во товарен брод и конечно да се отстранат. Сепак, планерите сè уште не се одлучиле за методот ниту за оваа точка. На тестот, ПВЦ цревото, кое се издига 70 сантиметри над површината на водата, се движеше нагоре и надолу со брановите без да се мие од водата, а со тоа и од пластичните честички што лебдат во неа. Соодветно на тоа, ѓубрето е концентрирано зад бариерата и може да се собере од таму. Ова ќе се покаже со друг тест со 100 метри долга бариера во Северното Море покрај холандскиот брег во текот на 2016 година.
Засега, ова ќе го исцрпи практичното искуство на проектот. Остатокот од концептот се состои од физибилити студија на 500 страници на која работеле околу 100 истражувачи. Во овој момент, сепак, започнува критиката. Голем број научници кои, како Маркус Ериксен од Институтот „Пет гира“ во Лос Анџелес, Мартин Тиел од Универсидад Католика дел Норте во Кокимбо, Чиле и Рајнхолд Лајнфелдер од Слободниот универзитет во Берлин, со години се занимаваат со загадување во морето, не само што се сомневаат во тоа техничка изводливост на она што Бојан Слат го нарекува „најголемата операција за чистење во историјата“. Пред сè, истражувачите се убедени дека борбата против пластичниот потоп не треба да започнува во морето, туку многу порано.
Бидејќи самата технологија сè уште има сопки на разни места. Закотвување на пловечката бариера е голем предизвик, признава организацијата во самата физибилити студија. На крајот на краиштата, Пацификот во целната област е длабок помеѓу 1.800 и 4.800 метри. Практично нема искуство со закотвување на овие длабочини; досега, најдлабокото прицврстување достигна 2.400 метри според Бојан Слат. Згора на тоа, должината на целата структура за прицврстување би била поголема од два реда од претходниот рекордер на вакви крајбрежни структури. Накратко: Слат сака да напредува во целосно нови димензии со овој уред.
Напор и корист
Останатите делови од системот се веќе пресметани. Се вели дека само пловечката бариера чини 97 милиони евра. Уште 20 милиони евра се потрошени на платформата и нејзината опрема, вклучувајќи уништувач за големи парчиња пластика, работилница и кран од 50 тони - сите наведени на три места зад децималната точка. Покрај овие инвестиции, има и тековни трошоци. Платформата би требало да ја собира концентрираната пластика со одржлива сончева или ветерна енергија и да ја депонира во привремено складирање. Оттаму, пластичниот отпад го зема брод на секои шест или седум недели и го носи на брегот. Генерално, студијата за изводливост пресметува вкупни трошоци од 317 милиони евра за овој период, вклучувајќи ги и инвестициите. Студентот по воздушно инженерство, роден во 1994 година, собрал два милиони евра почетен капитал преку финансирање на средства; Бојан Слат е оптимист дека ќе ги најде останатите.
Теоретски, проектот може дури и да стане финансиски само-управувач, бидејќи пластичниот отпад може да се продава како суровина. Фабриката може да лови вкупно 70.000 тони пластика од Северен Пацифик, пресметува физибилити студијата. Со цел да се надоместат вкупните трошоци од 317 милиони евра, секој тон ќе треба да се продаде за 4529 евра - сегашните цени на светскиот пазар во 2016 година би донеле само околу 100 евра за еден тон пластичен отпад. Добивката тешко се гледа во догледно време. Затоа, претприемачот сепак ќе мора да собере пари.
Правната состојба е исто така ништо друго освен јасна, според физибилити студијата. Бидејќи отворено море не припаѓа на ниту една држава, таму не се применува ниту еден правен систем на држава - освен ако таму има брод што плови и е регистриран во држава и го вее своето знаме. Законите и регулативите на оваа земја се применуваат на овој брод. Цврсто закотвена и голема конструкција тешко дека треба да помине како брод, туку е вештачки остров. Ова, пак, може да се гради на отворено море во согласност со меѓународната практика. Тогаш бродовите треба да избегнат ваква конструкција и да прифатат значителен заобиколен пат со бариера долга 100 километри.
Досега ова правно прашање се чини јасно. Меѓутоа, во океаните има и артефакти кои фрлаат сомнежи на друго место: огромни мрежи за наноси до 45 километри во должина кои биле користени за да се извлечат лигњи од водата пред 1990 година. Овие мрежи имаа силно влијание врз целиот екосистем бидејќи неселективно го расчистуваа целиот живот од морето, кој беше поголем од големината на мрежата. Поради оваа причина Обединетите нации ги забранија со резолуција. Бојан Слат и неговите соработници се надеваат дека Обединетите нации нема да ја толкуваат оваа одлука како преседан за нејзината океанска метла. На крајот на краиштата, тие не би биле загадувачи, туку би ја ослободиле животната средина од пластичен отпад.
Закана за фатен случај?
Спротивно на тоа, инволвираните се занимаваат со „придружни улови“ на релативно детален начин: видови кои завршуваат во мрежи или на куки, иако рибарите не сакаа да ги фатат. Бидејќи ова му штети на екосистемот, долго време постоеја широки регулативи за да се задржи случајниот удар што е можно понизок и да се дефинира како да се справите со видовите кои биле фатени по грешка. Овие правила всушност не важат за „чистењето на океанот“ затоа што пластиката не треба да се лови надвор од морето, наместо рибите, според физибилити студијата. Во секој случај, проектот работи со бариера од која престилка потопува три метри во водата. Струите веројатно ќе го протуркаат микроскопскиот планктон во горните слоеви на водата подолу. А поголемите организми веројатно би можеле да избегнат самостојно, тврдат технолозите. Сепак, дури и ако бариерата би го собрала целиот планктон што бил измиен, Северен Пацифик би изгубил само десет милиони тони планктон годишно. Бојан Слат ги уверува потенцијалните критичари дека производството на биомаса од сите светски океани ќе трае само седум секунди за да се затвори овој јаз што беше скинат за цела година.
Само сомнителен успех
Во секој случај, финансиските и еколошките ризици се спротивставуваат на сомнителен успех. Цел од 70.000 тони пластика звучи огромно и е повеќе од 40 проценти од вкупната количина пластика во Северен Пацифик. И како глобална споредба, вредноста не звучи лошо, бидејќи 269.000 тони пластика би требало да се движат во сите мориња, според Маркус Ериксен од институтот „Пет гира“ во Лос Анџелес и неговите колеги пресметани во „ПЛОС Еден“ во декември 2014 година. Тоа би значело дека чистењето на океанот ќе ловеше повеќе од една четвртина од постојната пластика надвор од океанот за една деценија.
Овие ниски бројки се контроверзни, сепак, бидејќи enена Јамбек од Универзитетот во Georgiaорџија во Атина и нејзините колеги пресметаа дека неколку милиони тони пластичен отпад најверојатно биле измиени во океаните само во 2010 година. Истражувачите ги разгледале сите области во 192 земји низ целиот свет кои не се оддалечени повеќе од 50 километри од најблискиот брег. Ако луѓето таму не фрлаат правилно пластика што повеќе не е потребна и, на пример, оставете пластични кеси или шишиња за еднократна употреба да лежат наоколу, ветерот лесно ги однесува или измива во најблиското тело со вода од дождот. По некое време, пластиката завршува во морето. И оваа поплава се зголемува од година во година; само во Азија, износот може да се зголеми двојно до 2025 година
Значи, ако Бојан Слат и неговите колеги за десет години ловат 70.000 тони пластика од Северен Пацифик со вкупен трошок од неколку стотици милиони евра, тие ќе фатат околу една илјада од пластиката што беше измиена во океаните во исто време. И со тоа, скапо купениот успех е практично безначаен. Но, како дојде до несогласување во бројките? Мартин Тиел и Маркус Ериксен и нивните колеги имаат големи сомневања: Големиот флосам не трае долго во солена вода. Ултравиолетовата светлина на сонцето ја прави пластиката по кревка, а постојаните бранови потоа ја распаѓаат пластиката во помали и помали честички. Наскоро тие ќе бидат толку мали што многумина можат да се видат само под микроскоп. „Како гигантски метеж, овие вртлози за ѓубре се повеќе ја расипуваат пластиката“, објаснува Тиел.
Ланец на храна со средно складирање?
Кога истражувачите пресметале колку вакви мали честички требало да се формираат од измерените поголеми пластични делови, тие се изненадиле: „Со нашите мрежи, ние ловевме помалку од еден процент од најмалите честички од океаните што требаше да се формираат според овие пресметки“., се прашува Мартин Тиел. Истражувачите можат да смислат само едно објаснување за ова: живот во морето. Колку се помали честичките, толку полесно е водните организми да ги апсорбираат. Всушност, истражувачите ги наоѓаат во органите за варење на рибите и многу други морски животни. Таквите докази даваат јасна индикација: Голем дел од пластиката што недостасува може да се најде во синџирот на исхрана, т.е. се наоѓа во планктони, риби и други животни во океаните, што пак им штети на нивното здравје и размножување. „Се чувствувате сити со пластика во стомакот и умирате од глад“, резимира Тиел една од парадоксалните последици.
И кога Росана Сусарелу од морскиот институт на француската истражувачка организација ЦНРС во Плузане во Бретања и нејзините колеги ставија ситни микропластични честички со дијаметар од шест микрометри во водата на нивните резервоари за размножување, мекотелите наидоа на значителни проблеми со нивното размножување. Нивните семиња беа многу побавни, положија помалку јајца, кои исто така беа помали, а потомството расте побавно, објавија истражувачите.
Затоа, Тиел и Ко сметаат дека е поитно поинаков пристап од оној на Слат: „Како прво, ние треба ефикасно да ја намалиме огромната поплава од пластика - и по можност многу пред таа да стигне до морето“. Питер Шерман и Ерик ван Себиле од Империјал колеџ во Лондон исто така дојдоа до овој заклучок во „Писма за истражување на животната средина“: За да се одржи влијанието врз екосистемот што е можно пониско, многу е поефикасно да се отстрани пластичниот отпад наместо на отворено море во близина на За да го извадиме крајбрежјето од морето. Таквите компании ветуваат најголем успех пред Кина и Индонезија, бидејќи економијата и со тоа производството на пластика цвета таму. Двете земји се меѓународно признати како најголеми производители на пластичен отпад, а нивните производи често завршуваат во морето. Европската унија како целина следи само на 18-то место, САД изненадувачки на 21-то место.
Уште повеќе технички пристапи
Гинтер Бонин и организацијата Една земја - еден океан што ја основал сакаат да ги распоредат своите мрежи за пластичен отпад тука. Слично на Бојан Слат, Гинтер Бонин не е професионалец кога станува збор за морска наука или пластичен отпад кога пловел низ море од пластика крај северноамериканскиот брег на Пацификот во 2009 година. „Кога по патувањето дознав дека никој не се грижи за собирање ѓубре во океаните, имав„ клик! “ направени “, се присетува сопственикот на компанија за информатичка технологија. Потоа, тој разработи начини да лови пластичен отпад од водата и ја основаше „Една земја - еден океан“ во 2011 година. За разлика од големиот проект на Слат, тој на почетокот се потпира на помали мерки.
Најмалата единица Бонин ја нарекува „Шехамстер“. Прототип веќе зеде пластика од внатрешните води и внатрешните мориња како што е Балтичкото Море во 2012 година. Целата работа е мал катамаран со два трупа долга четири метри, што е малку повеќе од цилиндри што лебдат. Помеѓу виси виси рамка со мрежа со големина на мрежа од еден сантиметар. Морските хрчаци од овој дизајн возат со мали електрични мотори, но можат да се влечат и со чамци. Тие исто така можат да бидат закотвени на речен влив и да го соберат пластичниот отпад што лебди таму. Во 2015 година третата генерација на морскиот хрчак веќе беше на пат.
Една големина поголема е „манатот“ што во моментов се гради. „Во 2017 и 2018 година овој работен брод ќе оди на турнеја и ќе биде тестиран во различни води“, објаснува Бонин. Исто како морскиот хрчак, манатот е катамаран. Сепак, двата трупа се долги дванаесет метри и се оддалечени десет метри. Во просторот помеѓу, се протегаат две мрежи со големина на решетката од 2,5 сантиметри, кои се нурнуваат три или четири метри длабоко во водата. Манатот има два погони кои ќе бидат конвенционални во прототипот, но подоцна може да користат соларна и ветерна енергија. Ова го забрзува работниот чамец на два јазли и со тоа достигнува брзина како пешак. Оваа мала брзина не само што заштедува енергија, туку им дава шанса на поголемите суштества во водата да избегнат, додека помалите организми се вклопуваат низ мрежата на мрежите.
На палубата има мала куќа во која еден научник го испитува ѓубрето со инфрацрвен спектрометар и на тој начин може да одреди кој тип на пластика рибината риба излегува од вода. Доколку концептот се докаже, екипажот би можел да биде елиминиран, и не само едно манатие, туку и голем број на манати автоматски да се движат по крајбрежјето и да собираат ѓубре во тој процес. Гинтер Бонин мисли, на пример, на заливот Рио де Janeанеиро, од кој околу 150 тони пластика се оддалечуваат кон отворен Атлантик секој ден. Бидејќи таа може да риби само два или најмногу три тони пластика од вода на едно патување, потребни ви се некои од овие работни чамци за забележителен ефект.
Ако мрежата е полна, манатот закачува плочки на неа, ја пренесува позицијата до контролниот центар и потоа ја остава целата да лебди во морето. Друг катамаран оди таму, што Бонин го нарекува „морски земјоделец“ со добра причина: „Тој ја носи жетвата и ја носи во штала“, објаснува тој. Оваа „штала“ не стои на копно, туку плови на вода и се нарекува „слон-печат“ - танкер со двоен труп што е вообичаено за ваквите бродови денес. Собраниот пластичен отпад се сортира на бродот и потоа се загрева на неколку стотици степени Целзиусови. Масата тече и на тој начин може да се претвори во масло за греење без сулфур, кое се чува во резервоарите на бродот. Слонот од слон согорува 20 до 30 проценти од горивото произведено на овој начин за своја деловна активност. Остатокот го продава на бродови што ја минуваат неговата рута и ги користи средствата за финансирање на дел од неговите трошоци. Она што останува во овој процес е коксирање на јаглен, кој подоцна треба да се отстрани на копно.
Во меѓувреме, Гинтер Бонин пресметал дека двајца вработени можат да соберат 200 тони пластичен отпад со морските фармери за еден ден и да го донесат на печатот на слоновите. Бидејќи тој вели дека денес веќе може да продаде еден тон пластичен отпад за 100 евра, оваа кампања за собирање може дури и да биде исплатлива на долг рок. Мартин Тиел продолжува да инсистира на тоа собирањето да биде излишно на долг рок: „Треба само да ги заглавиме изворите и да спречиме пластика да се испушта во околината на неконтролиран начин и на крајот во морето“, вели германскиот морски биолог. Пред сè, тоа би било значително поевтино. Самиот Бонин веќе има идеја за ова: „Секако дека можеме да им платиме на луѓето во Југоисточна Азија мала сума за секој килограм пластичен отпад што ни го даваат и што не завршува во околината“, одразува тој. Тоа би било дури и поевтино и поефикасно од која било кампања за собирање на море.