Todo ano, cerca de 8 milhões de toneladas métricas de plástico são colocadas nos oceanos do mundo. De particular preocupação são os microplásticos, materiais encontrados no ambiente marinho que ocorrem em tamanhos abaixo de cinco milímetros e são a forma mais abundante de detritos marinhos observada na superfície do oceano.

Ambientes estuarinos e costeiros desempenham um papel crucial como um amortecedor entre as terras, ambientes de água doce e oceano aberto, onde os detritos de plástico se acumulam. Apesar de desempenhar esta função crítica, ambientes estuarinos e costeiros não foram extensivamente estudados para prevalência e impacto de microplásticos.

Para ajudar a entender melhor como esses ambientes são afetados pelos microplásticos, Pesquisadores da Universidade de Delaware analisaram microplásticos na Baía de Delaware, que é uma maré-, ambiente estuarino impulsionado pelo vento e pela água doce.

Eles descobriram uma concentração substancial de microplásticos na Baía de Delaware que se acumulam em pontos de acesso impulsionados pela flutuabilidade, ventos e marés, tudo isso leva a uma alta variabilidade das distribuições de microplásticos (no espaço e no tempo) na baía.

Os resultados de seu estudo foram publicados no Ciência e Tecnologia Ambiental jornal academico.

O projeto foi liderado por Jonathan Cohen e Tobias Kukulka, professores associados no College of Earth, Oceano e Meio Ambiente (CEOE), bem como os alunos de mestrado da CEOE Anna Internicola e R. Alan Mason.

Cohen disse que por se tratar de uma área de intenso interesse público, com possíveis regulamentações governamentais de microplásticos no futuro, é fundamental que haja ciência sobre a qual basear decisões política e economicamente importantes.

“Se essas decisões vão acontecer e o público vai ter que opinar sobre elas, precisa haver ciência na qual as decisões possam se basear, "disse Cohen." Esse é um fator de motivação muito forte para nós. "

Experiência complementar

O trabalho começou em 2016 com uma mini-bolsa da Delaware Sea Grant para avaliar microplásticos na Baía de Delaware, o que levou a uma bolsa de dois anos para avaliar o impacto que os microplásticos estão tendo sobre a ecologia da Baía de Delaware.

Kukulka e Cohen têm experiência complementar e abordagens de pesquisa, com Cohen focado em biologia e trabalho de campo e Kukulka focado nos aspectos físicos da oceanografia e no trabalho de modelagem.

Cohen e Internicola mediram a distribuição de microplásticos de 16 locais de amostragem na Baía de Delaware, desde logo acima da Ponte Delaware Memorial em Wilmington até fora da boca da baía. As estações cobrem a área desde onde a baía vai de água doce até onde a baía encontra o Oceano Atlântico.

Os pesquisadores usaram uma rede para obter amostras de superfície, rebocar a rede na superfície e usar um medidor de fluxo dentro da rede para indicar quanta água foi amostrada. Eles então enxaguaram a rede, preservou as amostras em um recipiente de vidro e as trouxe de volta ao laboratório.

Os métodos químicos no laboratório permitiram aos pesquisadores separar os plásticos dos orgânicos, dissolvendo o material orgânico e colocando amostras em uma solução salina onde os plásticos flutuariam e os orgânicos afundariam.

Kukulka e Mason então pegaram os dados das amostras e os conectaram em seus modelos hidrológicos.

Ao combinar os dados observacionais com as marés, modelos movidos a vento e flutuabilidade para simular a distribuição de microplásticos, eles foram capazes de extrapolar os resultados para uma porção maior da Baía de Delaware e determinar como as partículas se movem dentro da baía, sair da baía ou se acumular nas regiões de convergência da superfície.

Cohen disse que a abordagem de amostragem e modelagem mostra como a ciência marinha é conduzida.

"Não se trata apenas de ir em barcos e coletar um balde de água ou mergulhar uma rede, "Cohen disse." Trata-se de combinar o que você pode aprender com o que você pode aprender com essas abordagens numéricas. "

Kukulka concordou, dizendo que é ótimo poder combinar os dados de amostragem de campo com a modelagem.

"É um desafio fazer observações em toda a baía, e a amostragem é limitada no tempo e limitada a um local específico, "disse Kukulka." Nós realmente não obtivemos um amplo instantâneo de toda a baía com amostragem, mas com a modelagem, podemos ver a variabilidade temporal e toda a cobertura espacial dos plásticos. "

Frentes de salinidade

Na área onde a água mais doce do Rio Delaware encontra a água mais salgada do Oceano Atlântico, os pesquisadores observaram frentes de salinidade, com água doce na parte superior e água mais salgada na parte inferior. Perto dessas frentes, as correntes de superfície podem convergir.

Conhecidas como zonas de convergência, os pesquisadores encontraram microplásticos em altas concentrações nessas áreas.

“O que descobrimos na simulação é que temos regiões de concentrações muito altas, muito mais alto do que fora dessas zonas de convergência, "disse Kukulka.

Porque os microplásticos flutuantes flutuam no topo da água, eles também são influenciados e se acumulam nas áreas devido às marés e ao vento. Os plásticos se movem dentro do ciclo das marés para frente e para trás conforme as marés entram e saem da baía, causando uma tremenda variabilidade de localização ao longo de um ciclo de marés, especialmente se um pesquisador estiver medindo apenas dentro ou fora desses pontos de acesso.

"Você pode ficar em um determinado local e experimentar um determinado local ou estação, mas esse pedaço de material nem sempre estará lá, "disse Cohen." Vai mudar com as marés, e assim você poderia estar em uma determinada estação e com base nas simulações, você poderia ver uma mudança de mil vezes nas concentrações. "

A distribuição dos plásticos também depende da força dos ventos, com um vento forte levando microplásticos para várias áreas da baía.

"Se soubermos a força, podemos fazer suposições fundamentadas sobre onde podemos esperar os plásticos e onde eles podem se acumular, "disse Kukulka.

Próximos passos

Quanto aos próximos passos do projeto, eles gostariam de determinar definitivamente quanto tempo os microplásticos permanecem na baía e se eles vão parar nas costas de New Jersey e Delaware ou se ficam presos na baía.