Model zmiany plastikowych śmieci wrzucanych do rzek na toksyczny mikroplastik pokazuje, że to jednorazowe naczynia z polistyrenu, fragmenty styropianu i kawałki folii rozpadną się najszybciej. Tempo powstawania mikroplastiku zależy też od klimatu, energii przepływu wody czy obecności roślin.

Fragmentację obecnych w rzece plastikowych śmieci i powstawanie z nich mikroplastiku, opracowali w formie modelu dr Maciej Liro z Instytutu Ochrony Przyrody PAN w Krakowie i doktorantka Anna Zielonka z Instytutu Geografii i Gospodarki przestrzennej Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz dr Tim H.M. van Emmerik z Uniwersytetu w Wageningen w Holandii – światowy ekspert w dziedzinie zanieczyszczenia rzek makroplastikiem.

CZYNNIKI POWSTAWANIA TOKSYCZNYCH MIKROCZĄSTEK

Naukowcy analizowali wyniki eksperymentów opisywanych w literaturze. W publikacji pt. „Fragmentacja makroplastiku w rzekach” ustalili, kiedy rzeki są najwydajniejszymi fabrykami toksycznych mikrocząstek.

– Na powstawanie mikroplastiku w rzece wpływają czynniki wewnętrzne i zewnętrzne. Te pierwsze wynikają z kształtu i typu plastiku, z którego zbudowany jest makroplastik, który wpada do rzeki. Drugie zależą od tego, w jaki sposób płynie rzeka, w jakim jest klimacie i jak wygląda jej koryto – tłumaczy w rozmowie dr Liro.

W mikroplastik najszybciej zamieniają się śmieci zbudowane z różnego typu polistyrenu, czyli na przykład tacki używane do jedzenia, białe widelczyki i kubeczki oraz kawałki styropianu. Niestety, są to śmieci dość często występujące w terenie nadrzecznym.

Liczy się nie tylko typ polimeru, ale i kształt plastikowego śmiecia. – Istotny jest stosunek jego powierzchni do masy. Najbardziej podatne na fragmentację będą obiekty o bardzo dużej powierzchni i małej masie, czyli na przykład kawałki folii – tłumaczy dr Liro.

ISTOTNE SĄ TEŻ CECHY RZEKI

Energia przepływu wody, głębokość rzeki oraz przeszkody występujące w korycie wpływają na intensywność interakcji mechanicznych śmieci z wodą i dnem rzeki. Na kruszenie się i rozdrabnianie makroplastiku na mniejsze fragmenty wpływa też typ i głębokość rzeki.

– W rzekach stale płynących, a takich jest w Polsce najwięcej, bodźce powodujące fragmentację występują cały czas, z mniejszym lub większym natężeniem w skali roku. Podczas powodzi, kiedy energia przepływu jest kilkaset, a nawet kilka tysięcy razy wyższa, plastik będzie ulegał szybszej fragmentacji mechanicznej – wyjaśnia ekspert.

Trochę inaczej fragmentacja makroplastiku będzie przebiegać w rzekach płynących okresowo. Tutaj cała strefa koryta może sprzyjać zarówno fragmentacji mechanicznej, wywołanej przepływem wody i rumowiska, jak i biochemicznej wywołanej m.in. przez promieniowanie UV.

WIĘKSZA SZCZEGÓŁOWOŚĆ HIPOTEZ

Dr Liro dodaje, że hydromorfologia rzeki zmienia się z odcinka na odcinek. Czyli nie tylko rzeka rzece nierówna, ale także odcinek rzeki odcinkowi. Nieporośnięte brzegi koryt rzecznych, w związku z dostępnością promieniowania UV i tlenu stwarzają korzystne warunki do fragmentacji biochemicznej. Zwarta pokrywa roślinna może ograniczać dopływ promieniowania ultrafioletowego (światła), wtedy w rzece powstaje mniej mikroplastiku.

– W tej pracy po raz pierwszy zwróciliśmy uwagę na dwie rzeczy. Po pierwsze, jeśli chodzi o fragmentacje to plastik plastikowy nierówny. To znaczy, że różne śmieci plastikowe mogą powodować powstawanie drastycznie różnej ilości makroplastiku w rzece. Po drugie, że typ rzeki jest niezwykle ważną zmienną modyfikującą tempo tego procesu. Mając te podstawy teoretyczne, możemy teraz z dużo większą precyzją formułować szczegółowe hipotezy dla eksperymentów terenowych. Te z kolei pokażą ilościowo – o ile na przykład kształt markoplastiku lub typ polimeru, z którego jest zbudowany, będzie zwiększał lub zmniejszał tempo powstawania mikroplastiku w konkretnej rzece – podsumowuje dr Liro.

PRAKTYCZNE ZASTOSOWANIE OTRZYMANYCH DANYCH

Gdy naukowcy określą już, ile mikroplastiku powstaje z określonego typu śmiecia, wówczas będą mogli oszacować ślad mikroplastikowy, analogicznie do śladu węglowego.

– Taka informacja, uzyskana w eksperymentach terenowych mogłaby na przykład zostać umieszczona na produktach – choćby na woreczku foliowym w formie: „Jeśli wrzucisz tę torbę do rzeki, wytworzy ona 100 tys. drobinek mikroplastiku, które będą krążyły przez wiele lat w środowisku” – proponuje naukowiec.

Większość mikroplastiku w rzekach powstaje z makroplastiku, który widać gołym okiem. – Dopóki widzimy śmieci – to możemy je wyciągnąć z rzeki w miarę tanio i łatwo. Kiedy już zamienią się w mikroplastik, to potencjał do usunięcia tego ze środowiska drastycznie spada, za to rośnie koszt – stwierdza dr Liro, rekomendując działania zmierzające do oczyszczania rzek.

PAP/kł