Een Roomba-achtige afvalverzamelaar in de oceaan, gemodelleerd naar een walvishaai en een microplastic filter gemaakt van kwallenslijm, zou kunnen voorkomen dat zwerfvuil onze oceanen binnendringt en een groeiend probleem helpen aanpakken dat een bedreiging vormt voor dieren in het wild, schrikt toeristen af ​​en heeft gevolgen voor kusteconomieën.

De kosten van zeeafval in de EU worden geraamd op 630 miljoen euro per jaar. Het bestaat voornamelijk uit plastic, die honderden jaren nodig hebben om in de natuur af te breken, en heeft het potentieel om de menselijke gezondheid te beïnvloeden via de voedselketen, omdat plastic afval wordt gegeten door de vis die we consumeren.

"Ik ben een toevallige milieuactivist, " zei Richard Hardiman, die een project runt met de naam WASTESHARK. Hij zegt dat hij op een dag tijdens een wandeling in zijn plaatselijke haven stopte om te zien hoe twee mannen worstelen om zwerfvuil uit de zee te scheppen met behulp van een zwembadnet. Hun inefficiëntie stoorde Hardiman, en hij ging aan de slag om het probleem op te lossen. Pas toen hij dieper op de kwestie inging, realiseerde hij zich hoe schadelijk zwerfvuil op zee, en kunststof in het bijzonder, kan zijn, hij zegt.

"Ik begon te onderzoeken waar dit afval naartoe gaat - ocean gyres (circulaire stromingen), junk gyres, en ze zitten gewoon vol met plastic. Ik ben erg blij dat we nu iets doen om de effecten te verminderen, " hij zei.

Hardiman ontwikkelde een onbemande robot, een aqua-drone die vaart rond stedelijke wateren zoals havens, jachthavens en kanalen, zwerfvuil opeten als een Roomba van de zee. Het afval wordt verzameld in een mand die de WasteShark vervolgens terugbrengt naar de kust om te worden geleegd, gesorteerd en gerecycled.

Het ontwerp van de autonome drone is gemodelleerd naar een walvishaai, de grootste bekende vis van de oceaan. Deze gigantische filtervoeders zwemmen rond met hun mond open en eten lui wat er op hun pad komt.

Het wordt aangedreven door oplaadbare elektrische batterijen, ervoor te zorgen dat het het milieu niet vervuilt door olielekkage of uitlaatgassen, en het is relatief stil, geluidsoverlast vermijden. Het produceert nul koolstofemissies en het apparaat beweegt vrij langzaam, waardoor vissen en vogels alleen maar weg kunnen zwemmen als het te dichtbij komt voor comfort.

"We hebben het getest in natuurgebieden en in natuurparken waarvan we weten dat het de natuur niet schaadt, "zei Hardiman. "Daar hebben we veel geluk mee, al ons onderzoek toont aan dat het de natuur in de buurt niet aantast."

WasteShark is een van een aantal nieuwe uitvindingen die zijn ontworpen om het probleem van zwerfvuil op zee aan te pakken. Een project genaamd CLAIM ontwikkelt vijf verschillende soorten technologie, een daarvan is een op plasma gebaseerd hulpmiddel dat een pyrolyser wordt genoemd.

Nuttig gas

De pyrolyser van CLAIM zal warmtebehandeling gebruiken om zwerfvuil op zee af te breken tot een bruikbaar gas. Plasma is in feite geïoniseerd gas, in staat om zeer hoge temperaturen van duizenden graden te bereiken. Dergelijke hitte kan chemische bindingen tussen atomen verbreken, het omzetten van afval in een soort gas genaamd syngas.

De pyrolyser zal op een boot worden gemonteerd die drijvend zwerfvuil op zee verzamelt, voornamelijk grote stukken plastic die, indien achtergelaten in de zee, zal vergaan tot microplastic, zodat het gas vervolgens kan worden gebruikt als milieuvriendelijke brandstof om de boot aan te drijven, of om energie te leveren voor verwarming in havens.

Dr. Nikoleta Bellou van het Hellenic Center for Marine Research, een van de projectcoördinatoren van CLAIM, zei:"We weten dat wij mensen eigenlijk de belangrijkste drijfveren zijn voor het vervuilen van onze oceanen. In tegenstelling tot organisch materiaal, plastic verdwijnt nooit in de natuur en hoopt zich op in het milieu, vooral in onze oceanen. Het vormt niet alleen een bedreiging voor de gezondheid van onze oceanen en de kusten, maar ook voor de mens, en heeft sociale, economische en ecologische gevolgen."

De onderzoekers kozen gebieden in de Middellandse Zee en de Baltische Zee als hun casestudies gedurende het project, en zal modellen ontwikkelen die wetenschappers kunnen vertellen welke gebieden het meest waarschijnlijk hotspots voor zwerfvuil worden. Een reeks factoren beïnvloedt hoe bezaaid een strand kan zijn - het wordt niet alleen beïnvloed door zwerfvuil in de omgeving, maar ook door circulerende winden en stromingen die zwerfvuil over grote afstanden kunnen vervoeren, het afval op bepaalde stranden te dumpen in plaats van op andere.

CLAIM's andere methoden om plasticvervuiling aan te pakken, zijn onder meer een boom - een reeks netten die een rivier doorkruisen die al het grote afval opvangt dat anders naar de zee zou reizen. Vervolgens worden de netten geleegd en wordt het afval ingezameld voor behandeling met de pyrolyser. Er zijn in het verleden problemen geweest met klappen, wanneer slechte weersomstandigheden ervoor zorgen dat de netten overbelast raken en breken, maar CLAIM zal geautomatiseerde camera's en andere sensoren gebruiken die de relevante autoriteiten kunnen waarschuwen wanneer de netten vol zijn.

Microplastics

Grote stukken plastic die uit het water kunnen worden geschept zijn één ding, maar kleine deeltjes die bekend staan ​​als microplastics en minder dan 5 mm breed zijn, vormen een ander probleem. Wetenschappers van het GoJelly-project gebruiken een verrassend ingrediënt om een ​​filter te maken dat voorkomt dat microplastics in zee terechtkomen - kwallenslijm.

Het filter zal worden ingezet bij afvalwaterzuiveringsinstallaties, een bekende bron van microplastics. In het lab is de methode al succesvol gebleken, en nu is GoJelly van plan de biotechnologie op te schalen voor industrieel gebruik.

Dr. Jamileh Javidpour van het GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, die het project coördineert, zei:"We moeten innovatief zijn om te voorkomen dat microplastics in de oceaan terechtkomen."

Het GoJelly-project slaat twee vliegen in één klap:het probleem van microplastics aanpakken en tegelijkertijd het probleem van kwallenbloei aanpakken, waar de wezens zich voortplanten in niveaus die hoog genoeg zijn om een ​​oceaangebied te bedekken.

Kwallen zijn een van de oudste wezens op aarde, hebben gezwommen in de oceanen van de aarde tijdens de tijd van de dinosauriërs. In het geheel, als gevolg van een afname van natuurlijke vijanden en veranderingen in de omgeving, ze bloeien. Als ze bloeien, kwallen kunnen zwemmers en visserijen aanvallen.

Vissers gooien gevangen kwallen vaak als hinderlijk terug in zee, maar volgens Dr. Javidpour, kwallen kunnen veel duurzamer worden gebruikt. Hun slijm kan niet alleen worden gebruikt om microplastics uit te filteren, ze kunnen ook worden gebruikt als voer voor aquacultuur, voor collageen in antiverouderingsproducten, en zelfs in eten.

In feite, onderdeel van het GoJelly-project is het maken van een kookboek, mensen laten zien hoe ze heerlijke gerechten kunnen maken van kwallen. Hoewel Europeanen misschien niet gewend zijn om met kwallen te koken, in veel Aziatische culturen zijn ze een dagelijkse kost. Echter, Dr. Javidpour benadrukt dat het niet de bedoeling is om de normale visserij te vervangen.

"We zijn vooral ecologen, we kennen de rol van kwallen als onderdeel van een gezond ecosysteem, "zei ze. "We willen niet overschakelen van klassieke visserij naar kwallenvisserij, maar het is onderdeel van onze taak om te onderzoeken of het haalbaar is, als het duurzaam is."