Todos los años, alrededor de 8 millones de toneladas métricas de plástico se colocan en los océanos del mundo. De particular preocupación son los microplásticos, materiales que se encuentran en el medio marino que se encuentran en tamaños por debajo de cinco milímetros y son la forma más abundante de desechos marinos observada en la superficie del océano.

Los entornos estuarinos y costeros juegan un papel crucial como amortiguador entre la tierra, ambientes de agua dulce y mar abierto donde se acumulan los desechos plásticos. A pesar de realizar esta función crítica, Los entornos estuarinos y costeros no se han estudiado exhaustivamente para determinar la prevalencia y el impacto de los microplásticos.

Para ayudar a comprender mejor cómo estos entornos se ven afectados por los microplásticos, Los investigadores de la Universidad de Delaware analizaron los microplásticos en la bahía de Delaware, que es una marea, ambiente estuarino impulsado por el viento y el agua dulce.

Descubrieron una concentración sustancial de microplásticos en la bahía de Delaware que se acumulan en puntos calientes impulsados ​​por la flotabilidad. vientos y mareas, todo lo cual conduce a una alta variabilidad de las distribuciones de microplásticos (en el espacio y el tiempo) en la bahía.

Los resultados de su estudio se publicaron en la Ciencia y Tecnología Ambiental diario académico.

El proyecto fue dirigido por Jonathan Cohen y Tobias Kukulka, profesores asociados en el College of Earth, Océano y Medio Ambiente (CEOE), así como los estudiantes de máster de la CEOE Anna Internicola y R. Alan Mason.

Cohen dijo que, dado que se trata de un área de intenso interés público, con posibles regulaciones gubernamentales de microplásticos en el futuro, es fundamental que exista ciencia en la que basar las decisiones políticas y económicas importantes.

"Si se van a tomar estas decisiones y el público va a tener que opinar sobre ellas, debe haber ciencia en la que se puedan basar las decisiones, ", dijo Cohen." Ese es un factor de motivación bastante fuerte para nosotros ".

Experiencia complementaria

El trabajo comenzó en 2016 con una mini subvención de Delaware Sea Grant para evaluar los microplásticos en la bahía de Delaware. lo que llevó a una subvención de dos años para evaluar el impacto que los microplásticos están teniendo en la ecología de la bahía de Delaware.

Kukulka y Cohen tienen conocimientos y enfoques de investigación complementarios, con Cohen se centró en la biología y el trabajo de campo y Kukulka se centró en los aspectos físicos de la oceanografía y el trabajo de modelado.

Cohen e Internicola midieron la distribución de microplásticos de 16 sitios de muestreo en la Bahía de Delaware, que van desde justo encima del Puente Delaware Memorial en Wilmington hasta fuera de la desembocadura de la bahía. Las estaciones cubren el área que abarca desde donde la bahía es agua dulce hasta donde la bahía se encuentra con el Océano Atlántico.

Los investigadores utilizaron una red para obtener muestras de la superficie, remolcar la red en la superficie y usar un medidor de flujo dentro de la red para indicar cuánta agua se muestreó. Luego enjuagaron la red, conservó las muestras en un recipiente de vidrio y las llevó al laboratorio.

Los métodos químicos en el laboratorio permitieron a los investigadores separar los plásticos de los orgánicos disolviendo el material orgánico y colocando muestras en una solución salada donde los plásticos flotarían y los orgánicos se hundirían.

Kukulka y Mason luego tomaron los datos de las muestras y los conectaron a sus modelos hidrológicos.

Al combinar los datos de observación con mareas, modelos impulsados ​​por el viento y la flotabilidad para simular la distribución de microplásticos, pudieron extrapolar los resultados a una porción más grande de la bahía de Delaware y determinar cómo se mueven las partículas dentro de la bahía, salir de la bahía o acumularse en regiones de convergencia de superficie.

Cohen dijo que el enfoque de muestreo y modelado habla de cómo se llevan a cabo las ciencias marinas.

"No se trata solo de ir en botes y recoger un balde de agua o sumergir una red, "Cohen dijo." Se trata de combinar lo que puede aprender de eso con lo que puede aprender de estos enfoques numéricos ".

Kukulka estuvo de acuerdo, diciendo que es genial poder combinar los datos de muestreo de campo con el modelado.

"Es un desafío realizar observaciones en toda la bahía, y el muestreo está limitado en el tiempo y se limita a una ubicación específica, ", dijo Kukulka." Realmente no obtuvimos una instantánea amplia en toda la bahía con muestreo, pero con el modelaje, podemos ver la variabilidad temporal y toda la cobertura espacial de los plásticos ".

Frentes de salinidad

En el área donde el agua más fresca del río Delaware se encuentra con el agua más salada del Océano Atlántico, los investigadores observaron frentes de salinidad, con agua dulce en la parte superior y agua más salada en la parte inferior. Cerca de esos frentes, las corrientes superficiales pueden converger.

Conocidas como zonas de convergencia, los investigadores encontraron microplásticos en altas concentraciones en estas áreas.

Anna Internicola, estudiante de posgrado de la UD, limpia una red circular que se usa para recolectar muestras de microplásticos de la bahía de Delaware.

Anna Internicola, estudiante de posgrado de la UD, limpia una red circular que se usa para recolectar muestras de microplásticos de la bahía de Delaware.

"Lo que encontramos en la simulación es que tenemos regiones de concentraciones muy altas, mucho más alto que fuera de esas zonas de convergencia, "dijo Kukulka.

Debido a que los microplásticos flotantes flotan sobre el agua, también son influenciados y acumulados en áreas debido a las mareas y al viento. Los plásticos se mueven dentro del ciclo de las mareas hacia adelante y hacia atrás a medida que las mareas entran y salen de la bahía, causando una tremenda variabilidad de ubicación durante un ciclo de mareas, especialmente si un investigador está midiendo dentro o fuera de esos puntos críticos.

"Puedes quedarte en un lugar determinado y probar una ubicación o estación determinada, pero ese parche de material no siempre estará ahí, "dijo Cohen." Se moverá con las mareas, por lo que podría estar en una estación determinada y basarse en las simulaciones, se podía ver un cambio de mil veces en las concentraciones ".

La distribución de los plásticos también depende de la fuerza de los vientos, con un fuerte viento que mueve los microplásticos a varias áreas de la bahía.

"Si conocemos el forzamiento, podemos hacer conjeturas fundamentadas sobre dónde podemos esperar los plásticos y dónde es probable que se acumulen, "dijo Kukulka.

Próximos pasos

En cuanto a los próximos pasos del proyecto, les gustaría determinar definitivamente cuánto tiempo permanecen los microplásticos en la bahía y si terminan en las costas de Nueva Jersey y Delaware o si están atrapados dentro de la bahía.