Leżysz na plaży nad Bałtykiem? Weź sitko, smartfon – i pomóż nauce liczyć drobiny plastiku

Wiemy, że plastik krąży w środowisku w niekontrolowany sposób. Ale ile w zasadzie go jest, gdzie występuje w największym zagęszczeniu, czy jego migracja w morzach ma charakter sezonowy? Na żadne z tych pytań nie mamy jeszcze pewnej odpowiedzi. Ale jesteśmy na dobrej drodze do zdobycia tej wiedzy. Pomagają w tym nie tylko naukowcy, ale też wolontariusze z… sitkami kuchennymi.

Plastik jest wszechobecny

Pewnie dotarły do was tegoroczne newsy naukowe: że uczeni znaleźli drobiny plastiku już nie tylko w naszym pożywieniu, ale też… w nas samych. Praca opublikowana w 2021 r. w „Environmental Science and Technology Letters” potwierdziła obecność mikroplastiku w odchodach niemowląt [1], tegoroczne analizy z „Environmental International” ujawniły, że drobiny tego syntetyku mogą występować w ludzkiej krwi [2], a badania z „Science of the Total Environment” wykazały jego obecność w tkance płucnej [3]. Mamy też dowody na to, iż plastik kumuluje się na kolejnych piętrach drabiny troficznej – czyli, że jego ilość w organizmie zwierząt rośnie wraz z wydłużaniem się łańcucha pokarmowego [4]. Te wszystkie dane wskazują dobitnie, że drobiny syntetyku krążą w przyrodzie w niekontrolowany sposób. Dzieje się tak z wielu przyczyn.

Przede wszystkim dlatego, że plastik jest materiałem zarazem trwałym, jak i nietrwałym. To znaczy: pozostaje w środowisku przez długi czas, ale jednocześnie – nieustannie ulega stopniowemu niszczeniu i rozdrabnianiu. Kawałek plastikowej siatki, którą wyrzucicie dziś do kosza może krążyć po oceanie przez wiele tygodni i każdego dnia będzie uwalniać do wody drobinki syntetycznego materiału.

– Można śmiało powiedzieć, że tworzywa sztuczne są jedną z najistotniejszych materialnych zdobyczy cywilizacyjnych i zarazem motorem rozwoju technologii – przyznaje dr Tomasz Kijewski z Instytutu Oceanologii Polskiej Akademii Nauk (IO PAN) w Sopocie. – Dwie najważniejsze cechy tych materiałów, czyli powszechność zastosowań i trwałość, stały się jednak przekleństwem dla środowiska. Od lat 50. ubiegłego wieku wyprodukowano około 10 mld ton tworzyw, a większość z nich nie została poddana recyklingowi i zalega na wysypiskach lub trafiła do środowiska. Do oceanów trafia ponad 8 mln ton plastikowych odpadów rocznie!

–  Dla przyrody groźne są wszystkie frakcje plastiku – mówi prof. Marcin Węsławski, dyrektor IO PAN. – Zarówno folia plastikowa, mylona przez morską faunę z pokarmem, jak i niedopałki papierosów czy ich filtry.

Te ostatnie rzadko kojarzymy z plastikiem, a jednak składają się one z materiału syntetycznego, który należy zaliczyć do tego typu zanieczyszczenia.

Różne frakcje plastiku

–  Problem stanowi więc zarówno mega-, makro-, mezo-, jak i mikroplastik – wylicza prof. Węsławski. – Z tą uwagą, że te największe frakcje są najłatwiejsze do zagospodarowania, łatwo zauważalne i najczęściej usuwane przez odpowiednie służby. Spory problem mamy za to z drobnymi fragmentami, takimi, jak mezoplastik i mikroplastik.

Dla uporządkowania pojęć: megaplastik i makroplastik to wielkogabarytowe śmieci takie, jak worki, butle czy zniszczone sieci rybackie. Mniejsze frakcje to: widoczny jedynie pod mikroskopem, mikroplastik, oraz mający od kilku milimetrów do kilku centymetrów, mezoplastik.

Naukowcy interesują się migracją środowiskową wszystkich frakcji plastiku, ale na temat tych większych syntetyków posiadają sporo wiarygodnych danych. Gorzej jest z mikroplastikiem i – niemal całkowicie przeoczonym przez opinię publiczną – mezoplastikiem (powiedzcie sami, czy kiedykolwiek wcześniej słyszeliście o tej frakcji?).

Nauka obywatelska

Badacze potrzebują mnóstwa danych na temat migracji drobin plastiku w przyrodzie – tak wielu, że sami nie byliby w stanie zebrać wystarczającej liczby odczytów. Całe szczęście, o pomoc w badaniach mogą poprosić tzw. naukowców obywatelskich czy naukowców społecznych, czyli pasjonatów nauki, niezajmujących się nią zawodowo. Takie projekty, które realizowane są przy udziale wolontariuszy spoza jednostek badawczych określane są mianem nauki obywatelskiej lub nauki społecznej (citizen science, community science).

–  IO PAN od kilku lat korzysta z nauki obywatelskiej i zaprasza wolontariuszy do zbierania danych i dzielenia się nimi – mówi dr Kijewski. – Jeden z projektów dotyczy właśnie zanieczyszczenia polskich plaż plastikiem o rozmiarach od 1 mm do kilku cm, czyli tzw. mezoplastikiem. W ciągu ostatniego roku w projekcie tym wspierało nas Centrum Nauki Experyment w Gdyni, którego pracownicy organizowali z wolontariuszami wyjścia w teren i – w oparciu o opracowaną przez nas metodykę – zbierali dane dotyczące zanieczyszczenia mezoplastikiem polskich plaż.

–  W praktyce wygląda to tak, że wolontariuszy Experymentu wyposażamy w potrzebną wiedzę, prowadzimy przez każdy etap procesu badawczego, a jeśli jest taka potrzeba, to również użyczamy potrzebnego sprzętu – tłumaczy Ewelina Flis, kierowniczka działu Wydarzeń i Programów Naukowych, koordynatorka wolontariatu w gdyńskim centrum nauki. – Następnie wolontariusze-badacze dokonują pomiarów na plażach i przesyłają je do nas. My te wyniki porządkujemy i przekazujemy do IO PANu, który dokonuje dalszych analiz.

–   W ramach projektu mezoplastikowego wychodziliśmy również z klasami na lekcje terenowe na plaży – dodaje Ewelina Magdziak, koordynująca działania Zielonego Hubu, czyli społeczności Experymentu skupionej wokół tematyki klimatycznej, środowiskowej, aktywistycznej. – Na początku minionego roku szkolnego zaangażowani przyrodniczo i społecznie nauczyciele mogli przyjść na nasze spotkanie organizacyjne i zapisać swoje klasy na listę chętnych do udziału w projekcie. Wszystko było realizowane pro bono – zarówno przez nasze centrum nauki, jak i przez jednostkę PANu.

Plaża i sitko

Ale co w zasadzie robili naukowcy obywatelscy w ramach swoich badań?

Przede wszystkim, przestrzegali metodyki opracowanej przez IO PAN. Zgodnie z zaleceniami instytutu, pole badawcze do jednorazowego oznaczenia to kwadrat wyznaczony na plażowym piasku, o bokach 20 cm na 20 cm. Taki, a nie inny rozmiar obszaru badań to konsensus pomiędzy wiarygodnością danych (jak największa powierzchnia) a możliwościami pojedynczego wolontariusza (skrupulatne badanie piasku jest praco- i czasochłonne). Kwadrat taki najlepiej rysować w obrębie tzw. linii dryftu (jest to ta linia wzdłuż morza, do której najdalej dotarła fala morska – znajduje się tu najwięcej patyczków, liści, szczątek glonów itp.).

Wyznaczywszy pole badawcze i sfotografowawszy teren badań (im dokładniejsza dokumentacja, tym lepiej), można przystępować do oznaczenia. Polega ono na stopniowym przesiewaniu piasku znajdującego się wewnątrz wytyczonego kwadratu, do głębokości 5 cm. Przesiewanie wykonuje się za pomocą sitka o drobnych oczkach, czyli takiego, którego otwory w siatce nie przekraczają średnicy 1 mm (w praktyce – może to być typowe sitko kuchenne o odpowiednio drobnym utkaniu). Dzięki takiej procedurze drobny piasek plażowy przelatuje przez oczka sitka, a drobiny większe niż 1 mm (w tym mezoplastik) pozostają na sitku. Wyodrębnione w ten sposób elementy przekłada się na kontrastujące tło (talerzyk, kuwetę, kartkę papieru) i wykonuje się zdjęcie oraz szczegółowy opis, który wskazuje, co znajduje się w sitku po przesianiu.

Na tym kończy się oznaczenie jednego obszaru badawczego. Można na tym poprzestać, a można oczywiście pójść o krok dalej i przesiać kilka kwadratów.

Tak zebrane dane są przez wolontariuszy wysyłane do koordynatorów w Centrum Nauki Experyment lub do IO PANu. W obu przypadkach – informacje ostatecznie włącza się do wspólnej, projektowej bazy.

Co wynika z projektu?

Pierwszy, roczny cykl projektu właśnie został zakończony: swój czas na oznaczanie mezoplastiku poświęciło ponad pół tysiąca mieszkańców Trójmiasta i okolic. Była to grupa bardzo zróżnicowana wiekowo: naukowcy i naukowczynie, którzy wzięli udział w projekcie mieli od 2 do 60 lat. Jest to zresztą jedna z najpiękniejszych cech nauki obywatelskiej – nieważne, ile masz lat, gdzie pracujesz, skąd jesteś – zebrane przez ciebie dane są tak samo ważne, jak te, które zgromadzili zawodowi naukowcy.

No dobrze, ale co wynikło z zebranych do tej pory danych?

–  Po pierwsze, w dotychczasowych wynikach nie ma ani śladu fragmentów jednorazowych sztućców, słomek czy talerzyków – tłumaczy dr Kijewski. – Co to oznacza? Chociażby: że reakcja Komisji Europejskiej na wyniki wcześniej przeprowadzonych badań, także badań tego rodzaju, była słuszna. Teraz możemy iść o krok dalej: zbierać informacje o zanieczyszczeniach z szerszej palety i trudniejszych do zarządzania. Takie właśnie zanieczyszczenia znajdują nasi naukowcy społeczni. Liczymy więc na to, że z naszymi wynikami również będziemy mogli wpłynąć nie tylko na postawy społeczne, ale też na regulacje. Gdy danych zgromadzi się bardzo dużo, zostaną włączone do światowej bazy danych, z której korzystają ludzie kształtujący politykę gospodarowania plastikiem, albo zajmują się projektowaniem rozwiązań, np. The Ocean Cleanup.

Każdy może wziąć udział

Oczywiście, projekt nie jest przeznaczony wyłącznie dla mieszkańców Trójmiasta czy Pomorza. Szczególnie teraz, gdy wiele osób przyjeżdża nad polskie morze na wakacje, możliwe jest włączenie się w projekt. W końcu kto powiedział, że wypoczynek nie może być aktywny i… naukowy? Aby stać się naukowcem obywatelskim nie trzeba mieć żadnego przygotowania, ani do niczego się zobowiązywać. Wystarczy tylko mieć przy sobie zwykłe kuchenne sitko i telefon lub aparat. Jeżeli jesteście zainteresowani udziałem w projekcie, tutaj znajdziecie więcej informacji na jego temat.

Bibliografia:

1. Zhang, J., Wang, L., Trasande, L., & Kannan, K. (2021). Occurrence of polyethylene terephthalate and polycarbonate microplastics in infant and adult feces. Environmental Science & Technology Letters, 8(11), 989-994.
2. Leslie, H. A., Van Velzen, M. J., Brandsma, S. H., Vethaak, A. D., Garcia-Vallejo, J. J., & Lamoree, M. H. (2022). Discovery and quantification of plastic particle pollution in human blood. Environment international, 163, 107199.
3. Jenner, L. C., Rotchell, J. M., Bennett, R. T., Cowen, M., Tentzeris, V., & Sadofsky, L. R. (2022). Detection of microplastics in human lung tissue using μFTIR spectroscopy. Science of The Total Environment, 831, 154907.
4. Barnes, D. K., Galgani, F., Thompson, R. C., & Barlaz, M. (2009). Accumulation and fragmentation of plastic debris in global environments. Philosophical transactions of the royal society B: biological sciences, 364(1526), 1985-1998.