Istraživački tim na teksaškom sveučilištu A&M u Galvestonu razvio je metodu za praćenje ovog problema. Detekcija mikroplastike u moru iz svemira može revolucionirati globalno upravljanje okolišem i zaštitu morskih ekosustava. Profesor Karl Kaiser sa Škole za oceanografiju i oceanografiju Sveučilišta Texas A&M u Galvestonu vodi studiju koja istražuje vezu između prisutnosti mikroplastike, boje vode i satelitske tehnologije.
Njihova se metoda temelji na analizi kako ti mali komadići plastike mijenjaju svjetlost koju reflektira morska površina, uzrokujući promjene koje mogu detektirati sateliti, čime se omogućuje praćenje onečišćenja bez napuštanja Zemljine orbite.
Ako se usvoji, ova će metoda istraživačima pružiti izvor bez presedana za praćenje i kvantificiranje globalnog širenja mikroplastike pomoću povijesnih i budućih svemirskih slika, kao što je sam Kaiser objasnio u izjavama koje je objavilo teksaško sveučilište A&M.
Jedna od posljedica ovog tehnološkog napretka je mogućnost detaljnog ispitivanja desetogodišnjih satelitskih podataka prikupljenih, što nije moguće tradicionalnim terenskim metodama uzorkovanja. Kaiser je izjavio: „Zanimljivo je da bismo se mogli vratiti u prošlost i vrlo brzo saznati mnogo o razmjerima zagađenja.“
Stručnjak je naglasio neposredan utjecaj na akvakulturu, navodeći da „možemo ovo koristiti kao prediktivni alat za savjetovanje uzgajivača ribe o tome gdje smjestiti spremnike i kaveze kako bi izbjegli kontaminaciju“. Ovo znanje može predstavljati osnovu za mjere zaštite i stalno poboljšanje u ribarstvu i prehrambenoj industriji.
Kaiser je predvidio implikacije ovih događaja za vladinu politiku i regulativu: rezultati satelitskih snimaka kontaminiranih područja bit će predstavljeni saveznim i regionalnim vlastima kako bi se skrenula pozornost na širenje mikroplastike i promicali stroži zakoni o zaštiti okoliša. „Ako sve bude u redu, možemo mjeriti koncentracije mikroplastike, kemikalija, AMF-a i PCB-a“, naglasio je Kaiser.
Mikroplastika je ozbiljna prijetnja životu u moru i ljudima. Ti komadi, veličine bakterija i crvenih krvnih zrnaca, nastaju fizičkim i kemijskim razlaganjem većih plastičnih proizvoda. Njihova mala veličina olakšava im pristup tkivima vodenih i kopnenih organizama i omogućuje im prijenos duž morskih struja na velike udaljenosti.
Kaiser je upozorio na poteškoće u mjerenju i filtriranju ovih čestica u dinamičnim okruženjima kao što je ocean: „Mikroplastika se po veličini može usporediti s bakterijama i crvenim krvnim stanicama, ali su njihova svojstva znatno drugačija od onih većih komada plastike. Zbog svoje veličine vrlo ju je teško filtrirati i mjeriti, posebno u dinamičnom morskom okruženju.“
Galveston Bay, koji se nalazi u Teksasu, dobar je primjer: ima najveću koncentraciju mikroplastike u Sjedinjenim Državama, budući da je dom jednog od najvećih centara za proizvodnju plastike u zemlji. Ovo okruženje je prirodni laboratorij u kojem je moguće detaljno analizirati načine širenja i nakupljanja zagađivača u vodi. Kaiser velik dio svog istraživačkog rada usmjerava na ovo područje i proučava izravan odnos između koncentracije površinskih naslaga i gustoće mikroplastike.
Osnova prijedloga je spektroskopija, metoda koja se koristi i za analizu udaljenih nebeskih tijela i za proučavanje Zemljinog okoliša. Spektroskopija kvantitativno procjenjuje interakciju između svjetla i materije, omogućujući da se identificira apsorpcija ili refleksija valnih duljina i tako odredi kemijski i materijalni sastav uzorka.
Kaiser je naglasio: „Optička svojstva površinskih voda određena su njihovim sastavom. On određuje koliko se sunčeve svjetlosti reflektira, a to je upravo ono što se mjeri u satelitskim slikama. Reflektirana svjetlost zapravo je pokazatelj sastavnih dijelova vode.“ Dobivene informacije mogu se koristiti za razlikovanje različitih suspendiranih čestica, uključujući mikroplastiku.
Postupak zahtijeva razvoj i kalibraciju posebnog algoritma za tumačenje satelitskih podataka. Algoritam koji je razvio Kaiserov tim izravno povezuje boju mora dobivenu daljinskim očitavanjem s koncentracijom lebdećih čestica istodobnim mjerenjem reflektirane svjetlosti, reflektirane svjetlosti i sastava uzorka prikupljenog s iste točke i u isto vrijeme.
Kaiser je naglasio: „Algoritam koji kombinira podatke daljinskog istraživanja reflektivnosti mora sa sastavom vode – ili specifičnom komponentom vode – mora se prvo kalibrirati. Moraju se izmjeriti količina dolazne i odlazne svjetlosti i koncentracija sedimenta u vodi u određenom trenutku. Ovo je ključna veza.“
Trenutno postoje tehnike za procjenu količine suspendiranih sedimenata pomoću satelitskih promatranja. Međutim, oni još nisu korišteni za identifikaciju mikroplastike. Kaiser je opisao potencijal ovog metodološkog otkrića: „Alati za identifikaciju količine suspendiranih sedimenata iz satelitskih podataka već postoje. Samo još nisu korišteni u ovu svrhu.“
Osnovna je pretpostavka da se veza između mikroplastike i suspendiranih sedimenata može ekstrapolirati. Gdje god struje prenose sedimente, prenose i mikroplastiku, što omogućuje praćenje onečišćenja na velikim područjima bez velikih kampanja fizičkog uzorkovanja.
Pristup kompletnim povijesnim setovima satelitskih snimaka omogućuje analizu vremenske i geografske evolucije ovog fenomena. Biblioteke slika prikupljene tijekom posljednjeg desetljeća neprocjenjiv su izvor za rekonstrukciju putova onečišćenja i predviđanje područja potencijalnog rizika. Kaiserov tim planira koristiti ove informacije za pripremu dijagnostičkih izvješća i predviđanja o mobilnosti mikroplastike, kao i za donošenje odluka od strane nadležnih tijela i proizvođača.
Koncept zahtijeva uspostavljanje točnih optičkih veza između sedimenata i mikroplastike i testiranje algoritma u vrlo zagađenim uvjetima stvarnog svijeta kao što je Galveston Bay. Razvijen na teksaškom sveučilištu A&M, ovaj model ima za cilj pokazati da se plastično onečišćenje može pratiti s visokom preciznošću i gotovo u stvarnom vremenu koristeći samo satelitsku tehnologiju i napredne metode računalne analize, uklanjajući mnoga ograničenja tradicionalnih metoda prikupljanja i analize na licu mjesta.
