Kvantificering af Rødehavsplastik fra kyster til fisk

Mens droner scanner strande for at vurdere plastikaffald, mikroplastik findes i fordøjelseskanalerne hos en ud af hver sjette Rødehavsfisk.

I takt med at havplastikforurening bliver en stigende bekymring verden over, KAUST-forskere rapporterer om to projekter, der undersøger plastikaffald på og uden for Det Røde Havs kyster.

For at undersøge plastik på strande, teamet har udviklet en metode, ved hjælp af ubemandede luftfartøjer og maskinlæring, at forbedre overvågningen af ​​store dele af kystområder for plastaffald1.

"Vi ved, at vi hvert år dumper millioner af tons plastik i havet. men vi ved ikke hvor det ender, " forklarer ph.d.-studerende i havvidenskab Cecilia Martin. "En af de mest indflydelsesrige videnskabsmænd inden for havplastikforurening, Jenna Jambeck, fra University of Georgia, siger, at vi ikke kan klare det, vi ikke kan måle. Så kvantificering af plastik på strande er et vigtigt skridt til at kvantificere hele havaffald."

Men sådan en optælling er møjsommeligt langsom og ineffektiv. Nuværende metoder involverer folk, der går og scanner små dele af tilgængelige strande, gør det upraktisk at vurdere globale udbredelsesmønstre for plastaffald på vores kyster.

KAUST marin økolog, Carlos Duarte, og kolleger fra Red Sea Research Center; Center for afsaltning og genbrug af vand; og computeren, Afdelingen for elektriske og matematiske videnskaber og teknik, testet brugen af ​​ubemandede luftfartøjer (UAV'er) til at scanne større dele af strande hurtigere end nuværende tilgange.

Holdet gennemførte en standard strandundersøgelse af plastikgenstande og sammenlignede derefter resultaterne med antallet af plastikgenstande langs det samme strandområde ved at analysere billeder taget af en UAV. De fandt ud af, at UAV'er kan scanne strande for plastikaffald 40 gange hurtigere end standardmetoden til visuel folketælling. Manuel screening af UAV-billeder taget fra ti meters højde var 62 procent nøjagtig.

Holdet fodrede derefter en computer med billeder af affald for at træne den til automatisk at opdage plastik, når den forsynes med nye billeder. Denne metode førte til en overvurdering af mængden af ​​plastikaffald på stranden, men det var relativt nøjagtigt i sin evne til at identificere procentdelen af ​​forskellige plasttyper, såsom drikkevarebeholdere, flaskehætter og plastikposer.

På trods af sine mangler, denne metode viser løfte. Forbedringer kan foretages ved at bruge et kamera med højere opløsning på UAV'en og ved at tilføre computeren flere billedprøver, Martin forklarer.

Holdet fra KAUSTs datalogiske afdeling arbejder allerede på at forbedre algoritmen.

Hele 80 procent af det plastikaffald, der findes i havene, kommer fra landbaserede aktiviteter. Når plastik kommer ind i havet, de spredes af strømme eller synker til havbunden, langsomt nedbrydes til mindre komponenter. Mikroplast er stykker, der er mindre end fem millimeter. De indtages ofte af livet i havet, fordi de i størrelse svarer til byttet fra et stort antal marine organismer. De kan blokere eller skade et dyrs fordøjelseskanal og kan også have toksiske virkninger, når farlige komponenter udvaskes i det omgivende væv.

Duarte ledede et andet forskningsprojekt bestående af et tværfagligt team af forskere fra KAUST og King Abdulaziz University i Jeddah. Dette hold rapporterer, at på trods af bemærkelsesværdigt lave mængder plastik i Rødehavets overfladevand sammenlignet med andre halvlukkede have2, mikroplastik findes i tarmene på hver sjette Rødehavsfisk. Dette har ikke kun konsekvenser for sundheden i Rødehavets økosystem, men også for de mennesker, der spiser disse fisk.

Forskerne indsamlede 178 fisk tilhørende 26 arter fra fire forskellige marine habitater. Undersøgelse af deres tarmindhold, viste, at hver sjette fisk havde indtaget små stykker plastik. Dette kan sammenlignes med resultater fra andre marine økosystemer, på trods af, at tidligere KAUST-forskning rapporterede, at Rødehavet har den laveste mængde flydende mikroplast, der er rapporteret i havene rundt om i verden.

"Det vigtigste resultat af denne undersøgelse er, at mikroplastikforurening har nået vores kommercielle og ikke-kommercielle fiskearter og kan forurene de fisk, vi spiser, " siger kandidatstuderende, Fadiyah Baalkhuyur.

"Det overraskende fund var mængden af ​​indtaget fibre, der stammer fra nedbrydningen af ​​plastikrester, såsom dem fra emballagematerialer og fra vask af syntetisk tøj. Dette kan tyde på, at disse fibre er spredt ud i alle de marine habitater og kan blive en væsentlig kilde til havforurening i Det Røde Hav, " tilføjer hun.

Fisk kan vise sig at være en stor vask for den utroligt store mængde plast, som vi bruger og smider ud til daglig.

Holdet er nu ved at opsætte et eksperimentelt design for at undersøge processen med mikroplastikoptagelse af fisk under laboratorieforhold, siger Baalkhuyur.