Các hóa chất PBT (Persistent Bio-accumulative Toxic) có hại thường được tìm thấy trong nhựa đại dương. Các nhà nghiên cứu tại The Ocean Cleanup đã kiểm tra các mẫu nhựa từ các cuộc thám hiểm để xác định nồng độ hóa chất của chúng. Kết quả của họ đã giúp họ nhận ra những hóa chất nào có trong khu vực và ý nghĩa của chúng đối với động vật kiếm ăn ở đó.
Các loại nhựa khác nhau về chủng loại và kích cỡ đã được phân tích bằng cách đặt chúng vào các hỗn hợp cho phép xác định các hóa chất khác nhau, một quy trình được gọi là sắc ký. Thông qua nhiều thử nghiệm, họ phát hiện ra rằng 84% nhựa trong GPGP chứa ít nhất một loại hóa chất PBT. Điều này cho thấy mức độ nghiêm trọng của ô nhiễm hóa học do rác thải nhựa gây ra Out In The Pacific Ocean.
Khoa học dữ liệu về nhựa đại dương
Nhiều quy trình và phương pháp tính toán và toán học đã được sử dụng trong suốt quá trình nghiên cứu về GPGP, cho phép nhóm nghiên cứu hình dung và mô tả nhiều đặc điểm của khu vực và nhựa bên trong nó.
Biến nhựa đại dương thành dữ liệu
Khi các mẫu lưới kéo manta được thu thập và đưa lên tàu, một số tiêu chí đã được ghi lại trong bảng dữ liệu, bao gồm ngày tháng, thời gian và tọa độ cuối cùng của mỗi lần kéo.
Với thông tin này, nhóm nghiên cứu có thể xác định vị trí chính xác nơi thu hồi nhựa.
Vị trí và thời gian của tất cả các lần kéo lưới đã được xác nhận trong giai đoạn hậu xử lý bằng cách kiểm tra tất cả các bảng dữ liệu được ghi lại so với các thiết bị theo dõi GPS được cài đặt trên tất cả các tàu tham gia. Tổng quãng đường kéo, ví dụ, kết hợp với các đặc điểm của lưới cho phép các nhà nghiên cứu ước tính tổng diện tích bề mặt đã khảo sát. Những dữ liệu này rất quan trọng để hiểu được sự phân bố và mật độ của rác thải nhựa out in the pacific ocean.
Xử lý dữ liệu thám hiểm trên không
Trên máy bay C-130 Hercules được sử dụng cho Thám hiểm trên không, có ba loại cảm biến: Lidar (một cảm biến chủ động tiên tiến tương tự như cảm biến được sử dụng trên xe tự hành của Google), máy chụp ảnh SWIR (camera hồng ngoại để phát hiện nhựa đại dương) và camera RGB.
Có 3 kỹ thuật viên cảm biến, 7 nhân viên điều hướng và 10 nhà nghiên cứu đã giúp theo dõi nhựa từ trên cao và giám sát thiết bị trên tàu.
Dữ liệu từ cuộc thám hiểm này sau đó đã được phân tích và xử lý dẫn đến hình ảnh đa quang phổ và được tham chiếu địa lý đã được sử dụng để sàng lọc diện tích bề mặt để tìm nhựa bởi những người quan sát được đào tạo và thuật toán máy học, cung cấp sự phân bố không gian của các mảnh vỡ lớn hơn (> 0,5m).
Chìa khóa để chuyển đổi pixel thành kilogam
Khối lượng của các mảnh vụn nhựa trong GPGP được tính bằng cách sử dụng hình ảnh từ Thám hiểm trên không. Bằng cách so sánh bề mặt nhìn từ trên xuống với khối lượng khô của nhiều vật thể được thu thập trong cuộc thám hiểm đầu tiên trên biển, bao gồm cả lưới ma, nhóm nghiên cứu đã có thể đưa ra những ước tính này. Những lưới ma này là một nguồn ô nhiễm lớn out in the pacific ocean.
Hợp nhất tất cả dữ liệu vào các mô hình máy tính toàn diện
Dữ liệu và hình ảnh thu thập được từ các mục tiêu này cuối cùng đã được nhóm các nhà mô hình hóa tính toán của chúng tôi sử dụng để xây dựng các mô hình và đồ họa do máy tính tạo ra khác nhau. Chúng đóng vai trò là biểu diễn trực quan các nghiên cứu và thử nghiệm đã được thực hiện trong các cuộc thám hiểm.
Nghiên cứu về bản chất này là rất quan trọng khi hiểu nhiều khía cạnh của GPGP. Các mô hình này đã giúp các kỹ sư tại The Ocean Cleanup cải thiện hơn nữa thiết kế của hệ thống làm sạch, được triển khai vào giữa năm 2018.
Chúng tôi cũng sử dụng mô hình hóa để xác định các con đường đưa nhựa đến các vòng xoáy. Vào năm 2022, các nhà nghiên cứu của chúng tôi đã công bố một nghiên cứu mới dựa trên hơn 6000 vật thể nhựa (có kích thước trên 5 cm) được Hệ thống làm sạch 001/B của chúng tôi thu giữ trong GPGP vào năm 2019. Sau đó, chúng tôi so sánh các quan sát thực địa của mình với kết quả mô hình hóa ‘hạt ảo’ của chúng tôi, cho phép chúng tôi xem các nguồn nhựa GPGP có khả năng thống kê cao nhất.
Điều này chỉ ra rằng hơn 75% nhựa trong GPGP – không chỉ 46% được tạo thành từ lưới đánh cá, như chúng tôi đã phát hiện ra vào năm 2018 – là do các hoạt động đánh bắt cá ngoài khơi. Cần nghiên cứu thêm để khám phá xem điều này cũng áp dụng cho các bãi rác khác trên thế giới hay không.
