Apr 17, 2020 Deixe um recado

Plásticos consumidos por organismos aquáticos trazem novas perspectivas para a pesquisa ambiental

Alguns cientistas pensam que estudamos demais a distribuição de plásticos, mas não estudamos o suficiente os danos reais. O tamanho do plástico pode ser um ponto de entrada.

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Poluição plástica em Bali

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Acredito que muitos amigos viram um vídeo puxando palha de plástico para fora das narinas das tartarugas 0010010 # 39; Como espécie dominante na Terra nos últimos 40000 anos, os seres humanos não apenas capturam recursos e energia da natureza através da mineração, mas também transportam resíduos artificiais para a natureza através de emissões intencionais e não intencionais.

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De todo o lixo produzido pelo homem, o plástico é provavelmente o mais conhecido. Recentemente, foi publicado um artigo na Nature Communication, que estudava a distribuição granulométrica do plástico ingerido por animais aquáticos. Verificou-se que o tamanho máximo de plástico que os animais podem ingerir é de 20: 1 para seu próprio volume.

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Este estudo sugere que o tamanho também deve ser levado em consideração na estimativa do risco de contaminação plástica.

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Tamanho e taxa metabólica: a lei mágica dos três quartos

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O fato de a terra estar cercada por plástico é indiscutível. Anteriormente, foi relatado que sacos plásticos e partículas microplásticas foram encontradas a uma profundidade de 10000 metros na Fossa das Marianas. Há também uma ilha de lixo no Oceano Pacífico, conhecida como Oitavo Continente, onde um grande número de plásticos e todos os tipos de lixo doméstico se juntam e flutuam.

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Antes de discutir os efeitos específicos dos plásticos em vários organismos, revisamos uma questão clássica: a relação entre tamanho e atividades da vida. Isso ajuda a entender por que estudamos o tamanho, em vez de simplesmente dizer que quanto maior o organismo, maior o plástico que ele come.

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As criaturas da Terra são pequenas como bactérias e grandes como baleias azuis, a maioria das quais empilhadas pela estrutura celular. Mas se considerarmos a biologia celular e o ambiente externo como um sistema, você descobrirá que a área de contato entre a biologia unicelular e o ambiente externo é a maior, enquanto a da biologia multicelular é apenas o contato superficial com o ambiente externo.

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Portanto, se a taxa metabólica de uma única célula for a mesma, haverá um problema óbvio: a área superficial específica de organismos multicelulares é pequena e a dissipação de calor metabólica é insuficiente. (Nota: área superficial específica, ou seja, proporção da área total da superfície em relação ao volume / massa)

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Se mantivermos a mesma taxa metabólica geral do organismo unicelular, quanto maior o tamanho do organismo, maior a taxa metabólica da célula única não deve ser muito alta; caso contrário, o interior físico do organismo é um reator de alta temperatura , e o processo de formação será acompanhado por implosão.

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De fato, estudos anteriores também descobriram que quanto maior o corpo, mais lenta a taxa metabólica relativa e a taxa metabólica está relacionada ao poder de 3 / 4 do peso corporal (Kleiber {{2 }} # 39; lei de s).

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Lei de Kleber 0010010 # 39; s: quanto maior o corpo, mais lenta a taxa metabólica

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Este é um fato muito mágico. De acordo com essa lei, a espécie a tem 10000 vezes o número de células da espécie B, mas a taxa metabólica da espécie A é apenas 1000 vezes a da espécie B. Portanto, mamíferos grandes geralmente têm freqüência cardíaca mais lenta , maior vida útil e menor velocidade de desenvolvimento.

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Mas o que é interessante é que, de fato, todos os mamíferos têm uma freqüência cardíaca vitalícia de um bilhão de vezes, e a pressão sanguínea é semelhante. Ou seja, quando você conhece alguém que faz seu coração bater mais rápido, seu corpo o lembra de valorizar o presente queimando sua vida. Da perspectiva do suprimento de energia, o número de batimentos cardíacos que podem ser fisicamente suportados pela estrutura do coração é realmente semelhante.

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Pode-se concluir que a 0010010 lei dos três quartos 0010010 é uma estratégia de sobrevivência desenvolvida por diferentes espécies de acordo com seu próprio volume ou taxa metabólica. Sua essência está no processo de troca líquida de energia no organismo (com base na distribuição de vasos sanguíneos e traquéia), ou seja, a maioria dos sistemas de circulação de materiais e energia do organismo maximiza o uso de energia através do {{0} } enchimento Fractal 0010010 ; do espaço interno.

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Nota: fractal é um fenômeno de 0010010 auto-semelhança 0010010 , ou seja, depois que algo é aumentado, sua morfologia local e geral é semelhante (como litoral, nuvens, rios, natureza vasos sanguíneos, pulmões, etc.), de natureza onipresente. E o preenchimento fractal pode ser considerado como uma cópia especial 0010010 ; cópia 0010010 ; comportamento, assim como se copiar constantemente em uma escala menor para obter o efeito de aumento infinito de comprimento, área de superfície e outras dimensões.

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Quando estudamos a relação entre o tamanho do animal e sua ingestão, isso nos ajuda a entender seu impacto no processo da vida.

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Plástico consumido: não apenas 0010010 quot; coma em 0010010 quot;

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De volta ao conteúdo deste estudo, para entender o impacto do plástico, uma substância exógena, sobre os organismos, especialmente o primeiro passo - o risco de ser comido, os pesquisadores coletaram dados de mais de 2000 tipos de animais selvagens ingestão de plástico, incluindo 75% de peixes, 9% de mamíferos, 11% de invertebrados e 5% de répteis.

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91% dessas criaturas são aquáticas ou anfíbias, variando de caranguejos peludos 25 metros sob a água a baleias jubarte 4000 metros de profundidade. É um artigo abrangente. Os resultados do estudo podem ser resumidos em uma figura:

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A relação entre o comprimento dos animais e a maior ingestão de plástico

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Entre eles, o ponto vermelho representa invertebrados (como lulas, caranguejos, etc.), o ponto verde representa mamíferos (como baleias, focas etc.), o ponto azul representa peixes (como rabo de cavalo, garoupa, etc.) , e o ponto azul claro representa répteis (como tartarugas etc.).

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Pode-se observar que quanto maior o animal, maior o maior tempo de plástico que ele pode ingerir. É 0010010 # 39; também está alinhado com o bom senso. Os pesquisadores tentam encontrar uma relação de índice de poder (linha preta na figura) para prever a situação de mais organismos. Como o plástico não é bem metabolizado, a quantidade de ingestão é basicamente quanto. Finalmente, o índice é 0. 934, próximo a 1, que é um relacionamento linear, em vez de um relacionamento 3 / 4 de acordo com Kleber {{0} } # 39; lei de s.

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No entanto, a relação parece ser aplicável apenas à previsão próxima ao comprimento médio dos animais, enquanto a parte extrema é limitada devido à falta de dados. Isso também sugere que a conclusão deste estudo é limitada.

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No entanto, com base nisso, os pesquisadores combinaram a densidade do zooplâncton no oceano global para fornecer um mapa global de distribuição de riscos plásticos. Simplificando, a densidade do plástico ingerível (0,33-1 mm) prevista pelo modelo é dividida pela densidade do plâncton marinho global (acima) e a densidade total do plástico é dividida pela densidade do plâncton marinho global (abaixo).

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Mapa global de risco de exposição plástica do zooplâncton: no topo, densidade plástica ingerível / densidade de plâncton; na parte inferior, densidade total de plástico / densidade de plâncton

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Pode-se ver pela figura que, em escala global, o Mar da China Oriental e o Mar da China Meridional, a Baía de Bengala, o Mar Negro, o Mar Mediterrâneo, o Mar dos Sargaços e a costa européia do Atlântico Norte pertencem. áreas de alto risco expostas à poluição por plásticos por populações de plâncton, e seus impactos ecológicos precisam ser avaliados primeiro.

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Em geral, este é um artigo muito interessante, que pertence à atual pesquisa popular baseada em dados. Os dados deste artigo são todos da web da ciência e de outros bancos de dados, com um total de mais de 20000 dados, que pertencem à metanálise e não à pesquisa de laboratório.

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Com a aceitação do compartilhamento e reutilização de dados na comunidade acadêmica, mais e mais artigos serão publicados, e também podemos ver informações de diferentes perspectivas.

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No entanto, há alguns arrependimentos por este artigo não explicar os motivos desse relacionamento em profundidade. Devido à natureza da pesquisa orientada por dados, é impossível coordenar as diferenças entre as pesquisas e obter conclusões mais aprofundadas. Por exemplo, a relação entre o tamanho do sistema de alimentação e o plástico, a dinâmica do processo de degradação de diferentes componentes plásticos após a alimentação e a relação entre a ingestão e a distribuição de plástico no ambiente.

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E tudo isso está faltando no momento. Gostaríamos de ver estudos de acompanhamento para ajudar a entender os riscos reais da poluição por plásticos da perspectiva do metabolismo biológico.

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Hot spot atual: o impacto dos microplásticos no meio ambiente

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No entanto, no campo da ciência ambiental, o foco recente da pesquisa é na verdade microplásticos. Também está envolvido neste artigo: se o tamanho maior de plástico for substituído pelo menor, será constatado que o tamanho do animal não explica completamente a ingestão de plástico de tamanho pequeno. Este pode ser o ponto de partida deste trabalho, mas a correlação entre o tamanho maior e o tamanho dos animais foi encontrada inadvertidamente na pesquisa.

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Então, quais são os riscos dos microplásticos para o meio ambiente? Obviamente, não se trata de saber se podemos comer ou não, mas quanto podemos comer e o que acontecerá depois de comer.

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Já em 2017, o professor Allen Burton, da Universidade de Michigan, publicou um comentário na principal revista Environmental Science and Engineering na área de meio ambiente, jogando água fria na pesquisa de microplásticos. Ele acreditava que a pesquisa atual de microplásticos se concentra demais na distribuição do meio ambiente e carece de pesquisas de risco. Por exemplo, existem muitos galhos mortos e folhas podres no ambiente. Se não houver danos, não devemos investir muita energia. No entanto, a avaliação específica de impacto e risco de microplásticos nos organismos tem sido falta de pesquisa.

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Um fenômeno interessante é que a mídia gosta muito desse tipo de notícia e os formuladores de políticas também são afetados por ela. Por exemplo, é proibido abandonar a indústria de micro esferas que pode produzir microplásticos. De fato, a principal fonte de microplásticos é fibra de polímero ou detritos. Além disso, o professor Allen Burton acredita que o maior dano pode não ser os microplásticos, mas os nano plásticos / nano partículas em menor escala.

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As micro esferas são banidas, o que tem um certo impacto sobre os cosméticos, 0010010 roupas e outras indústrias

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Deve-se notar que os microplásticos, como partículas finas na atmosfera, são portadores de poluentes definidos de acordo com a escala. O prejudicial pode ser o efeito do tamanho das partículas das próprias partículas ou as pequenas moléculas poluentes carregadas ou adsorvidas nelas.

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Nos últimos três anos, foram realizadas pesquisas sobre microplásticos. A equipe de pesquisa da China testou a fibra plástica em sal marinho, sal de lago e sal de poço e descobriu que o microplástico no sal do mar era significativamente mais do que no sal de poço. Essa perspectiva é única e está diretamente ligada à alimentação, mas ainda falta uma avaliação de risco.

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Uma revisão em 2018 apontou que os plásticos de polietileno têm maior probabilidade de absorver poluentes do que outros tipos de microplásticos.

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Uma pesquisa mais macro descobriu que apenas 7% do mundo 0010010 # 39; s plásticos são reciclados, enquanto a Ásia, especialmente a China, basicamente não tem um bom controle. 90 % do mundo dos microplásticos marinhos do mundo são importados dos principais rios, dos quais 7 da Ásia, especialmente o rio Yangtze.

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Em resposta ao artigo do professor Allen Burton de que não há evidências da toxicidade de plásticos, cientistas alemães enviaram uma resposta. Embora os dados de toxicidade estejam ausentes, eles 0010010 # 39; não podem esperar que o problema seja resolvido. Parece haver apenas uma solução razoável: modelagem.

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Ao mesmo tempo, como uma direção de pesquisa de ponta, no início dos padrões de classificação de microplásticos não são unificados. Mais tarde, para uma grande classe de poluentes representados por fibra plástica, algumas pessoas não podem 0010010 # 39; sentar-se e unificar os padrões. Este é um desempenho maduro da pesquisa de problemas.

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Com o aprofundamento da pesquisa, o conceito de microplástico marinho também evoluiu. No ano passado (2019), alguém propôs um novo conceito de ciclo geoquímico ambiental: ciclo plástico em escala global, o que significa que o paradigma de pesquisa anterior do ciclo de carbono e nitrogênio pode mudar para realizar pesquisas mais sistemáticas.

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Os relatos da mídia sobre microplásticos na água da torneira também fazem o público gradualmente prestar atenção a esse campo. Verificou-se que a exposição de microplásticos na água potável é muito maior que a da água da torneira; no entanto, existem subprodutos de desinfecção na água da torneira. Para ser franco, é certo tomar a luz de dois males ou usar uma garrafa de vidro?

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A exposição ao micro plástico na água engarrafada é muito maior do que na água da torneira

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Em termos de pesquisa de risco, os pesquisadores descobriram que as propriedades físicas e químicas do solo adicionadas aos microplásticos mudariam, e o crescimento das plantas e os organismos da rizosfera também seriam afetados, sugerindo que, além do impacto na ecologia aquática, ecologia terrestre ou a agricultura também teria um impacto.

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Em uma palavra, os pesquisadores fizeram muito trabalho com microplásticos, desde a revelação do nível de exposição ambiental até o estudo de seus danos, mas temos que admitir que as evidências epidemiológicas conclusivas não são suficientes no momento, mas como portadoras de poluentes, microplásticos no sentido lógico. nível tem riscos.

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E acredito que os microplásticos são os mais consumidos pelos organismos marinhos.

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