Mentre i droni scansionano le spiagge per valutare i rifiuti di plastica, le microplastiche si trovano nel tratto digestivo di un pesce del Mar Rosso su sei.

Poiché l'inquinamento marino da plastica diventa una preoccupazione crescente in tutto il mondo, Gli scienziati di KAUST riferiscono di due progetti che studiano i rifiuti di plastica dentro e fuori le coste del Mar Rosso.

Per indagare sulla plastica sulle spiagge, il team ha sviluppato un metodo, utilizzando veicoli aerei senza equipaggio e apprendimento automatico, migliorare il monitoraggio di vaste aree costiere per i rifiuti di plastica1.

"Sappiamo che ogni anno scarichiamo in mare milioni di tonnellate di plastica, ma non sappiamo dove andrà a finire, " spiega Cecilia Martin, dottoranda di scienze marine. "Uno degli scienziati più influenti nel campo dell'inquinamento da plastica marina, Jenna Jambeck, dell'Università della Georgia, dice che non possiamo gestire ciò che non possiamo misurare. Quindi quantificare la plastica sulle spiagge è un passo fondamentale per quantificare l'intera quantità di rifiuti marini".

Ma un tale conteggio è faticosamente lento e inefficiente. I metodi attuali coinvolgono persone che camminano e scansionano piccole porzioni di spiagge accessibili, rendendo impraticabile la valutazione dei modelli di distribuzione globale dei rifiuti di plastica sulle nostre coste.

KAUST ecologista marino, Carlos Duarte, e colleghi del Red Sea Research Center; il Centro di desalinizzazione e riutilizzo dell'acqua; e il computer, Divisione Scienze Elettriche e Matematiche e Ingegneria, testato l'uso di veicoli aerei senza equipaggio (UAV) per la scansione di porzioni più ampie di spiagge più velocemente degli approcci attuali.

Il team ha condotto un'indagine standard sulla spiaggia di articoli di plastica e quindi ha confrontato i risultati con il numero di articoli di plastica lungo la stessa area della spiaggia analizzando le immagini scattate da un UAV. Hanno scoperto che gli UAV possono scansionare le spiagge alla ricerca di rifiuti di plastica 40 volte più velocemente rispetto all'approccio standard del censimento visivo. Lo screening manuale delle immagini UAV prese da un'altezza di dieci metri era accurato al 62 percento.

Il team ha quindi alimentato un computer con immagini di rifiuti per addestrarlo a rilevare automaticamente la plastica quando vengono fornite nuove immagini. Questo metodo ha portato a sopravvalutare la quantità di rifiuti di plastica sulla spiaggia, ma era relativamente preciso nella sua capacità di identificare le percentuali dei diversi tipi di plastica, come contenitori per bevande, tappi di bottiglia e sacchetti di plastica.

Nonostante i suoi difetti, questo metodo mostra la promessa. È possibile apportare miglioramenti utilizzando una fotocamera a risoluzione più elevata sull'UAV e inviando al computer più campioni di immagini, Martin spiega.

Il team del dipartimento di informatica di KAUST sta già lavorando per migliorare l'algoritmo.

Ben l'80% dei rifiuti di plastica trovati negli oceani proviene da attività terrestri. Una volta che la plastica entra nell'oceano, sono dispersi dalle correnti o sprofondano nel fondale marino, degradandosi lentamente in componenti più piccoli. Le microplastiche sono pezzi più piccoli di cinque millimetri. Sono spesso ingeriti dalla vita marina perché sono di dimensioni simili alle prede di un gran numero di organismi marini. Possono bloccare o ferire il tratto digestivo di un animale e possono anche avere effetti tossici quando componenti pericolosi penetrano nei tessuti circostanti.

Duarte ha guidato un secondo progetto di ricerca composto da un team interdisciplinare di ricercatori della KAUST e della King Abdulaziz University di Jeddah. Questa squadra riferisce che, nonostante quantità notevolmente basse di plastica nelle acque superficiali del Mar Rosso rispetto ad altri mari semichiusi2, le microplastiche si trovano nelle viscere di un pesce del Mar Rosso su sei. Ciò ha implicazioni non solo per la salute dell'ecosistema del Mar Rosso, ma anche per le persone che consumano questi pesci.

I ricercatori hanno raccolto 178 pesci appartenenti a 26 specie provenienti da quattro diversi habitat marini. Esame del loro contenuto intestinale, ha mostrato che un pesce su sei aveva ingerito piccoli pezzi di plastica. Questo è paragonabile ai risultati di altri ecosistemi marini, nonostante la precedente ricerca KAUST abbia riportato che il Mar Rosso ha la quantità più bassa di microplastiche galleggianti segnalata nei mari di tutto il mondo.

"La scoperta principale di questo studio è che l'inquinamento da microplastiche ha raggiunto le nostre specie ittiche commerciali e non commerciali e potrebbe contaminare il pesce che consumiamo, "dice studentessa magistrale, Fadiyah Baalkhuyur.

"La scoperta sorprendente è stata la quantità di fibre ingerite provenienti dalla degradazione dei detriti di plastica, come quelli dei materiali di imballaggio e del lavaggio di indumenti sintetici. Ciò potrebbe suggerire che queste fibre sono sparse in tutti gli habitat marini e potrebbero diventare una fonte significativa di inquinamento marino nel Mar Rosso, "aggiunge.

Il pesce potrebbe rivelarsi un importante dissipatore per l'incredibile quantità di plastica che usiamo e buttiamo via ogni giorno.

Il team sta ora allestendo un progetto sperimentale per esaminare il processo di assorbimento della microplastica da parte dei pesci in condizioni di laboratorio, dice Baalkhuyur.