Brian Yurasits / Unsplash, CC BY-SA
Trong số hàng trăm triệu tấn chất thải nhựa mà chúng ta sản xuất mỗi năm, ước tính rằng khoảng mười triệu tấn đi vào đại dương. Gần một nửa số chất dẻo được tạo ra có mật độ thấp hơn nước, và do đó chúng nổi. Nhưng các nhà khoa học ước tính rằng chỉ có khoảng 0.3 triệu tấn nhựa trôi nổi trên bề mặt đại dương, vậy phần còn lại của nó sẽ đi đâu?
Hãy xem xét hành trình của sợi nhựa rụng ra khỏi lông cừu của bạn. Một trận mưa lớn cuốn nó vào cống thoát nước mưa hoặc một con sông gần đó. Liệu sợi nhỏ có lắng đọng ở đó không? Hay dòng sông mang nó ra bờ biển đọng lại dưới đáy biển? Hay nó tiếp tục trôi ra xa hơn - cuối cùng kết thúc trong đại dương rộng lớn?
Sự đa dạng chóng mặt của các loại rác thải nhựa có nghĩa là số phận của một phế nhân chỉ là một bí ẩn trong số vô số những người khác.
Tìm ra nơi mà tất cả nhựa bị thiếu cuối cùng có thể giúp chúng ta tìm ra phần nào của đại dương bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi loại ô nhiễm này - và nơi cần tập trung các nỗ lực làm sạch. Nhưng để làm được điều đó, chúng ta cần có khả năng dự đoán đường đi của các loại nhựa khác nhau, điều này đòi hỏi một nhóm lớn các nhà vật lý, sinh học và toán học làm việc cùng nhau.
Đó là những gì nhóm nghiên cứu của chúng tôi đang làm. Đây là những gì chúng tôi đã học được cho đến nay.
Đường nhựa
Chúng ta đã biết rằng những mảnh nhựa lớn, như vỏ chai, có thể nổi trên mặt biển trong nhiều năm, nếu không muốn nói là hàng thế kỷ, mất nhiều thời gian để phân hủy. Các dòng chảy, gió và sóng, sau một hành trình kéo dài vài năm, có thể đưa chúng đến trung tâm của các lưu vực đại dương, nơi chúng tích tụ trong các hệ thống tuần hoàn rộng 1,000 km được gọi là các con quay. Rộng lớn “bản vá rác”Kết quả đó giống như một món súp nhựa hơn là một hòn đảo rác.
Nhưng số phận của các sợi nhựa - có lẽ là những mảnh nhựa nhỏ nhất khi đến đại dương - phức tạp hơn. Các sợi lớn có thể bị vỡ trong nhiều ngày và nhiều tuần thành các mảnh thậm chí còn nhỏ hơn, do sự nhiễu loạn từ sóng phá vỡ và bức xạ tia cực tím từ mặt trời. Chúng được gọi là vi nhựa, và chúng có kích thước từ năm mm đến những đốm nhỏ hơn vi khuẩn.
Cá có thể ăn vi nhựa - người ta ước tính rằng one in three ?sh do con người ăn có chứa vi nhựa. Các hạt nhỏ hơn cũng có thể bị tiêu thụ bởi động vật phù du - động vật cực nhỏ nổi trên bề mặt - sau đó bị các động vật lớn hơn, bao gồm cả cá voi ăn thịt.
Các vi sinh vật cũng có thể phát triển trên bề mặt của vi nhựa, trong một quá trình được gọi là “tạo màng sinh học” khiến chúng chìm xuống. Các con sông Muddy, như Mississippi hoặc Amazon, chứa các loại đất sét giải quyết nhanh chóng khi chúng tiếp xúc với nước biển mặn. Lớp đất sét lắng có thể mang vi nhựa đi xuống, nhưng điều này xảy ra chính xác đến mức nào thì vẫn chưa được biết.
Việc định lượng tất cả những kết quả này cho từng bit nhựa là một thách thức to lớn. Phần nào kết thúc ở cá, được đất sét mang xuống hoặc được bao phủ bởi chất nhờn vi sinh vật dưới đáy biển? Trong số phần nhỏ chất dẻo có thể thoát ra ngoài đại dương, vẫn chưa rõ mất bao lâu để quá trình tạo màng sinh học hoặc các lực khác kéo các hạt xuống dưới bề mặt để bắt đầu rơi xuống đáy biển dài và cuối cùng.
Với tất cả những yếu tố phức tạp này, có vẻ như vô vọng để dự đoán xem nhựa cuối cùng sẽ đến đâu. Nhưng chúng tôi đang dần tiến bộ.
Bắt sóng
Nếu bạn đã từng ở trên một chiếc thuyền trong vùng nước đầy gió, bạn có thể nghĩ rằng bạn chỉ đang nhấp nhô lên xuống tại cùng một vị trí. Nhưng thực ra bạn đang di chuyển rất chậm theo hướng của sóng. Đây là một hiện tượng được gọi là sự trôi dạt của Stokes, và nó cũng ảnh hưởng đến nhựa trôi nổi.
Đối với các hạt nhỏ hơn 0.1 mm, di chuyển trong nước biển giống như chúng ta lội qua mật ong. Nhưng độ nhớt của nước biển ít ảnh hưởng hơn đến chất dẻo lớn hơn một milimét. Mỗi sóng tạo cho các hạt lớn hơn này một lực đẩy thêm theo hướng của nó. Theo nghiên cứu sơ bộ hiện đang được xem xét, điều này có nghĩa là nhựa lớn hơn được đưa ra biển nhanh hơn nhiều hơn so với vi nhựa siêu nhỏ, khiến chúng ít có khả năng định cư ở các phần của đại dương, nơi có nhiều sinh vật biển hơn - xung quanh các bờ biển.
Nghiên cứu này liên quan đến việc nghiên cứu các hạt nhựa hình cầu, nhưng chất thải vi nhựa có đủ loại hình dạng và kích cỡ, bao gồm đĩa, thanh và sợi dẻo. Sóng ảnh hưởng như thế nào đến nơi chúng kết thúc?
Một nghiên cứu gần đây cho thấy rằng các hạt không hình cầu tự sắp xếp theo hướng của sóng, có thể làm chậm tốc độ tại đó chúng chìm xuống. Thí nghiệm trong phòng thí nghiệm đã cho thấy rõ hơn hình dạng của từng hạt nhựa ảnh hưởng đến cách nó được vận chuyển. Các hạt ít hình cầu hơn có nhiều khả năng đi xa hơn từ các bờ biển.
Giải mã bí ẩn về chất dẻo bị mất tích là một ngành khoa học còn sơ khai. Khả năng của sóng vận chuyển các vi nhựa lớn nhanh hơn những gì chúng ta nghĩ trước đây giúp chúng ta hiểu tại sao ngày nay chúng được tìm thấy trên khắp các đại dương trên thế giới, bao gồm ở bắc cực và quanh Nam Cực. Nhưng việc tìm ra sợi được kéo ra từ bộ lông cừu của bạn vẫn còn khó khăn hơn việc tìm kim trong đống cỏ khô.
Giới thiệu về tác giả
Bruce Sutherland, Giáo sư Vật lý, Đại học Alberta; Michelle DiBenedetto, Trợ lý Giáo sư Cơ khí, Đại học Washington, và Ton van den Bremer, Phó Giáo sư Kỹ thuật, Đại học Công nghệ Delft
Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.
Sách về Môi trường từ danh sách Bán chạy nhất của Amazon
"Mùa xuân im lặng"
bởi Rachel Carson
Cuốn sách kinh điển này là một bước ngoặt trong lịch sử của chủ nghĩa môi trường, thu hút sự chú ý đến tác hại của thuốc trừ sâu và tác động của chúng đối với thế giới tự nhiên. Công việc của Carson đã giúp truyền cảm hứng cho phong trào môi trường hiện đại và vẫn còn phù hợp cho đến ngày nay, khi chúng ta tiếp tục vật lộn với những thách thức về sức khỏe môi trường.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
"Trái đất không thể ở được: Cuộc sống sau khi nóng lên"
của David Wallace-Wells
Trong cuốn sách này, David Wallace-Wells đưa ra lời cảnh báo rõ ràng về tác động tàn phá của biến đổi khí hậu và nhu cầu cấp thiết phải giải quyết cuộc khủng hoảng toàn cầu này. Cuốn sách dựa trên nghiên cứu khoa học và các ví dụ thực tế để cung cấp một cái nhìn nghiêm túc về tương lai mà chúng ta phải đối mặt nếu chúng ta không hành động.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
"Cuộc sống ẩn giấu của cây cối: Chúng cảm thấy gì, chúng giao tiếp như thế nào? Những khám phá từ một thế giới bí mật"
bởi Peter Wohlleben
Trong cuốn sách này, Peter Wohlleben khám phá thế giới kỳ thú của cây cối và vai trò của chúng trong hệ sinh thái. Cuốn sách dựa trên nghiên cứu khoa học và kinh nghiệm của chính Wohlleben với tư cách là người đi rừng để cung cấp những hiểu biết sâu sắc về những cách thức phức tạp mà cây cối tương tác với nhau và với thế giới tự nhiên.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
"Ngôi nhà của chúng ta đang bốc cháy: Cảnh một gia đình và một hành tinh đang gặp khủng hoảng"
của Greta Thunberg, Svante Thunberg và Malena Ernman
Trong cuốn sách này, nhà hoạt động khí hậu Greta Thunberg và gia đình cô kể lại hành trình của họ nhằm nâng cao nhận thức về nhu cầu cấp thiết phải giải quyết vấn đề biến đổi khí hậu. Cuốn sách cung cấp một tài khoản mạnh mẽ và cảm động về những thách thức chúng ta phải đối mặt và sự cần thiết phải hành động.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
"Sự tuyệt chủng thứ sáu: Một lịch sử không tự nhiên"
của Elizabeth Kolbert
Trong cuốn sách này, Elizabeth Kolbert khám phá sự tuyệt chủng hàng loạt đang diễn ra của các loài do hoạt động của con người, dựa trên nghiên cứu khoa học và các ví dụ thực tế để cung cấp một cái nhìn nghiêm túc về tác động của hoạt động của con người đối với thế giới tự nhiên. Cuốn sách đưa ra lời kêu gọi hành động thuyết phục để bảo vệ sự đa dạng của sự sống trên Trái đất.
