海洋プラスチックごみ削減に資する海岸漂着物の量と質の調査手法の確立

建立海滩碎片数量和质量调查方法，有助于减少海洋塑料垃圾

基本信息

批准号：
21K18755
负责人：
佐藤愼司
金额：
$ 3.33万
依托单位：
Kochi University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18755/
关键词：
海岸ゴミプラスチックごみ海浜堆積物

项目摘要

これまでの研究により，マルチスペクトルカメラを搭載したUAVにより，海岸に漂着したプラスチックごみの分析が可能であることが明らかとなった．一方で，ごみが集積するメカニズムは不明瞭であり，また，UAV調査の解像度では，粒径5mm以下のマイクロプラスチックの調査は困難であるため，これらに焦点をあてた研究を実施した．ごみ集積のメカニズムについては，海洋流れの分布と流れの収束・発散との関係を分析した．気象庁により公開されている海洋流れの流速値を分析し，流れのdivergence, 収束・発散の分布を可視化した．その結果，海岸にごみが集積するとされる離島において，流れが島に当たる地域と島の背後で流れが収束する地域に，ごみが集積しやすいことが確認された．すなわち，海洋流れの収束域にごみが集積し，これが海岸に輸送される地域に漂着することが明らかとなった．マイクロプラスチックの分析では，まず，砂礫海岸でマイクロプラスチックを識別する手法について検討した．プラスチック粒子は砂粒子と区別がつきにくいものの，「逆光」状態では光の透過特性により，両者の区別がつきやすいことがわかった．現地では，ライトを持参して，これを逆光条件となるように照射することにより，確実かつ容易な識別が可能となり，調査効率が格段に向上した．さらに，プラスチック粒子と砂粒子では，比重が異なるため，微風による動揺挙動に違いが生じる．現地調査では，逆光ライトに加えて，ブロワーを併用することにより，比重の違いによる粒子動揺特性の違いも活用するのが極めて有効であることも確認できた．

先前的研究表明，可以使用配备多光谱相机的无人机来分析冲上岸的塑料废物。另一方面，垃圾堆积的机制尚不清楚，而且无人机勘测的分辨率使得调查粒径5毫米以下的微塑料变得困难，因此我们围绕这些进行了研究。针对垃圾堆积的机理，我们分析了洋流的分布与洋流的辐合和辐散之间的关系。我们分析了日本气象厅公布的洋流速度值，并可视化了流散度、辐合度和散度的分布。结果发现，在据说垃圾堆积在海岸的偏远岛屿上，垃圾往往堆积在海流冲击岛屿的区域以及海流在岛后汇聚的区域。换句话说，垃圾在洋流交汇的地方堆积，在被输送到海岸的地方被冲上岸，这一点已经很清楚了。在微塑料分析中，我们首先研究了碎石滩上微塑料的识别方法。研究发现，虽然塑料颗粒与沙粒很难区分，但由于其透光特性，在“背光”条件下很容易区分两者。在现场，通过带灯并在逆光条件下照明，可以可靠、轻松地识别，大大提高了勘察效率。此外，由于塑料颗粒和沙粒的比重不同，微风引起的搅动行为也存在差异。在现场调查中，我们确认，除了背光之外，使用鼓风机来利用由于比重差异而导致的颗粒搅拌特性的差异是非常有效的。