Η μελέτη των μικροπλαστικών, που είναι κομμάτια πλαστικού μικρότερα από 5 mm (περίπου το μέγεθος του άκρου ενός μολυβιού) αποτελεί μια πρόκληση για τους ερευνητές λόγω της ίδιας τους της φύσης. Πρόκειται για μια πολύ μεγάλη, ποικιλόμορφη και ετερογενή ομάδα άνισα κατανεμημένων σωματιδίων που δεν μοιάζει με άλλους διαλυμένους ρύπους που μπορούν να ανιχνευθούν ακόμη και σε μικρές ποσότητες νερού ή εδάφους και για αυτό κάθε δειγματοληψία δεν προσφέρει αξιόπιστη εκτίμηση της παρουσίας τους.
Αυτό που κάνει το “Pamela”, το οποίο είναι Portable Catamaran Drone (PCD), ένας νέος τύπος Uncrewed Surface Vehicle (USV) και λίγο μεγαλύτερο από μια ηλεκτρική σκούπα ρομπότ είναι να συλλέγει, μέσα σε ένα ενσωματωμένο δίχτυ που διαθέτει, δείγματα βιολογικού υλικού από τον ωκεανό. Το βιολογικό υλικό στη συνέχεια φτάνει στα χέρια των επιστημόνων και ξεπλένεται αφήνοντας μικροπλαστικά που μπορούν να φωτογραφηθούν.
Ο Artur Zolich από το Τμήμα Μηχανικής Κυβερνητικής του NTNU μαζί με συναδέλφους του από το Τμήμα Βιολογίας δημιούργησαν το “Pamela”. Picture credits: NTNU
Η μέθοδος δίνει έμφαση στην απλότητα και στην ταχύτητα. Το μόνο που έχει να κάνει ο χρήστης είναι να τραβήξει με μια υπερφασματική κάμερα μια φωτογραφία των δειγμάτων. Η υπόλοιπη εργασία γίνεται από υπολογιστή που έχει προγραμματιστεί για την επεξεργασία των εικόνων. Το σύμπλεγμα υπολογιστών IDUN στο Νορβηγικό Πανεπιστήμιο Επιστημών & Τεχνολογίας (NTNU) επιτρέπει τη γρήγορη επεξεργασία μεγάλων ποσοτήτων δεδομένων για τον προσδιορισμό των τύπων μικροπλαστικών που έχουν συλλεχθεί στο δείγμα.
Οι συνήθεις δειγματοληψίες μικροπλαστικών απαιτούν τη ρυμούλκηση ενός διχτυού πίσω από ένα σκάφος με πολύ χαμηλή ταχύτητα, η οποία είναι και δαπανηρή και χρονοβόρα. Η χρήση του “Pamela” και μιας υπερφασματικής κάμερας για την καταγραφή διαφορετικών τύπων πλαστικών γρήγορα και αποτελεσματικά από τα δείγματα σημαίνει τη μελέτη πολλών δειγμάτων με χαμηλό κόστος.
Η υπερφασματική απεικόνιση είναι μια τεχνολογία που αναπτύχθηκε στα μέσα της δεκαετίας του 1980 για τη μελέτη της Γης από αεροσκάφη ή από το διάστημα. Τώρα χρησιμοποιείται ευρέως, από τη μελέτη υποβρύχιων ναυαγίων μέχρι τον εντοπισμό διαφορετικών τύπων ανθρώπινου ιστού. Αυτός ο τύπος απεικόνισης χρησιμοποιείται επίσης από τη βιομηχανία ανακύκλωσης για τον διαχωρισμό των πλαστικών, καθιστώντας τον ένα τέλειο εργαλείο για τη μελέτη μικροπλαστικών.
Αυτό που προσπαθούν τώρα να επιτύχουν οι ερευνητές από τα τμήματα βιολογίας και μηχανικής κυβερνητικής του NTNU που δημιούργησαν το ρομπότ είναι να ενεργοποιήσουν συνδυαστικά τη γρήγορη ανάλυση (με υπερφασματική απεικόνιση) με μια μέθοδο που επιτρέπει γρήγορη δειγματοληψία. Αυτός ο συνδυασμός θα αυξήσει πραγματικά τη συνολική ικανότητα των επιστημόνων να χαρτογραφούν και να παρακολουθούν αποτελεσματικά την πλαστική ρύπανση.
Πηγή: NTNU
Το Portable Catamaran Drone (PCD) συλλέγει δείγματα αυτόνομα σε μια περιοχή που ορίζει ο χρήστης. Εξοπλισμένο με ηλεκτρική πρόωση και αυτόματο πιλότο, το PCD δεν απαιτεί υποστήριξη σκάφους ή συνεχή επίβλεψη από ερευνητές. Κατά τη διάρκεια της έρευνας στην ανοιχτή θάλασσα, οι ερευνητές μπορούν να αναπτύξουν πολλαπλά PCD για να ερευνήσουν ταυτόχρονα μια μεγαλύτερη περιοχή και να εξοικονομήσουν πολύτιμο χρόνο. Μπορούν ακόμη και να καθοδηγήσουν το PCD απευθείας από την ακτή, γεγονός που επιτρέπει τη δειγματοληψία περιοχών όπου δεν είναι δυνατή η χρήση του σκάφους, π.χ. μικρές λίμνες. Τέλος, αλλά είναι σημαντικό το ότι τα δείγματα που συλλέγονται από το PCD δεν επηρεάζονται από το μέγεθος ή την έλικα του σκάφους.
Το ρομπότ είναι αρθρωτό και μπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθεί από ερευνητές που ταξιδεύουν. Χωράει στις αποσκευές και οι μπαταρίες του μπορούν να μεταφερθούν σε αεροπλάνο, επομένως οι ερευνητές δεν χρειάζεται να ανησυχούν για τη μεταφορά του.
Το βιολογικό υλικό μπορεί να ξεπλυθεί, αφήνοντας μικροπλαστικά που μπορούν στη συνέχεια να φωτογραφηθούν με μια υπερφασματική κάμερα. Φωτογραφία: Andrea Faltkynova - Picture credits: NTNU
Το “Pamela” παρουσιάστηκε επίσημα στο ευρύτερο κοινό κατά το 9ο Νορβηγικό Συμπόσιο Περιβαλλοντικής Τοξικολογίας, αλλά και σε εργαστήριο έρευνας μικροπλαστικών στην Αθήνα, ενώ ενδιαφέρον για τη χρήση του έχει ήδη εκδηλώσει η ολλανδική ΜΚΟ “The Ocean Cleanup” και το Συμβουλίο Υδάτινων Πόρων της Πολιτείας της Καλιφόρνια.
Επί του παρόντος, το ρομποτικό όχημα δοκιμάζεται στη δειγματοληψία ψείρας σολομού ως μέρος μιας μεγαλύτερης μελέτης που διεξήχθη από το NTNU και από ερευνητές από το Νορβηγικό Ινστιτούτο Έρευνας της Φύσης. Οι ερευνητές, ανέπτυξαν έναν παθητικό δειγματολήπτη για να εξετάσουν τις συγκεντρώσεις των προνυμφών της ψείρας του σολομού (οι προνύμφες είναι το στάδιο στο οποίο εξαπλώνονται ευρύτερα).
Πηγή: Norwegian SciTech News
