ИИ против синтетических захватчиков в дельте Эбро

На всех планетах водная, наземная и воздушная среды обитания подвергаются прогрессирующему вторжению мелких синтетических захватчиков. Несмотря на свои размеры, практически невидимые человеческому глазу (менее 5 миллиметров), вездесущность микропластика оказывает все более очевидное воздействие на экосистемы и угрожает их биоразнообразию. В частности, пресные и соленые воды являются одной из сред, в которых эти частицы диффундируют более интенсивно. Каждый год 8 миллионов тонн пластика попадает в море, и изображения гигантского острова пластика в Тихом океане вызвали многочисленные кампании и исследования, в основном сосредоточенные на макропластиках, в то время как более мелкие до недавнего времени часто оставались незамеченными. как общества, так и науки об окружающей среде.

«Многие естественные вещи, которые мы считаем незагрязненными, также загрязнены, видим мы это или нет», — объясняет Майте Мартинес-Эйксарх, исследователь из программы IRTA по морским и внутренним водам.

В этом контексте одной из текущих задач является совершенствование методов идентификации и мониторинга микропластика, чтобы выяснить, откуда они берутся и как они себя ведут, и, в конечном итоге, принять меры для уменьшения их воздействия. По этой причине команда IRTA, которую координирует Мартинес-Эйксарх, запустила проект BIO-DISPLAS в 2021 году вместе с Фондом биоразнообразия Министерства экологического перехода и демографических проблем. Можно определить распространение микропластика в водной среде Дельты и разгадать систему, которая автоматически их классифицирует. Исследование, проведенное в 2019 году Институтом экологических наук и технологий (ICTA-UAB), показало, что из этой естественной воронки в Средиземное море ежегодно сбрасывается 2.200 миллиарда микропластиков. По оценкам, проведенным в 2019 году Институтом экологических наук и технологий (ICTA-UAB), 2.200 XNUMX миллионов микропластиков ежегодно попадают в Средиземное море из этой естественной воронки.

В отличие от исследования ICTA-UAB, которое основано на сборе проб на песчаных пляжах, в русле эстуария и в поверхностных водах, проект BIO-DISPLAS начинается со сбора воды и отложений, сделанных в пяти лагунах и Дельта-Райс. Поле. Как только микропластик будет отделен от природного мусора, частицы будут подсчитаны и классифицированы на основе трех переменных: размера, цвета и типа структуры (например, волокон, фрагментов или пленок). В результате получится таблица с концентрацией полимеров в разных средах обитания экосистемы.

Кроме того, на основе этих данных IRTA обнаружит компьютерную модель для идентификации, подсчета и измерения микропластика на изображениях, сделанных с помощью микроскопа или бинокулярной лупы. После получения некоторых начальных ручных инструкций само приложение будет совершенствоваться в процессе благодаря автоматизированному алгоритму обучения. В общем, приложение научится выполнять обнаружение и классификацию самостоятельно. Это визуальная технология, применяемая и в других средах, например при регистрации колоний микроорганизмов. «Это позволит нам сэкономить время и силы, а также получить возможность стандартизировать и автоматизировать будущие процессы подсчета», — защищает Карлес Алькарас, исследователь IRTA и ответственный за программирование модели.

Все это послужит для размещения первого тщательного изображения масштабов микропластика в дельте, базы, которая открывает путь к будущим направлениям мониторинга и исследований. «Мы сможем увидеть, например, как спуститься к динамике естественных потоков экосистемы или связать их распределение с факторами окружающей среды», — говорит Мартинес-Эйксарх. Полная картина проблемы также позволяет сделать вывод о возможном происхождении микропластика. Они могут возникать как в результате разложения более крупного пластика (вторичный микропластик), так и из мелкого сырья (первичный микропластик).

Крошечный, но вредный

Повсеместное распространение микропластика на крупнейшем листе гидрографической сети полуострова было продемонстрировано исследованиями Ассоциации «Человек и территория» в 2020 году. Как с точки зрения распространения, так и с точки зрения воздействия этих полимеров в различных средах обитания». С одной стороны, синтетические материалы могут вызвать изменения в динамике, такие как круговорот питательных веществ и разложение органических веществ. Кроме того, как это наблюдалось в Каталонии в случае с морскими видами, микропластик привносится в красную трофику, которая утратила свою ценность и может вызвать токсичность или нарушить гормональную систему.

Проект BIO-DISPLAS, разработанный для программы IRTA по личным морским и континентальным водам в Сан-Карлос-де-ла-Рапита, завершится в 2023 году и будет награжден Фондом биоразнообразия Министерства экологического перехода и демографических проблем. Кроме того, в сотрудничестве с испанской неправительственной организацией SEO/BirdLife, которая добровольно вызвалась работать в лабораториях и будет участвовать в деятельности по передаче и распространению результатов.