Сбор мусора под водой

Шесть умных устройств для очистки мирового океана

Хотя о хрупкой экосистеме мирового океана рассказывают на уроках географии в школе, он по-прежнему остается средоточием пластиковых отходов и токсичных химикатов. Инженеры и ученые по всему миру ищут способы спасти океан. Издание Engadget собрало 6 наиболее перспективных технологий очистки мирового океана.

Читайте «Хайтек» в

Волшебная палочка для примагничивания нефти

Протечки нефтяных скважин и трубопроводов и утечка топлива грузовых судов покрывают океан нефтяными пятнами, от которых не так просто избавиться. Физик из лаборатории «Фермилаб» в Чикаго создал технологию на основе магнетизма, которая притягивает нефтяные пятна и извлекает их из воды. Нужно предварительно добавить в пятно измельченный магнитный железняк, которые позволит нефти примагнититься, а затем опустить в воду палочку или пластинку с магнитным покрытием. Собранную нефть можно использовать повторно.

Плавучая мусорная корзина

Seabin — это плавучее мусорное ведро, которое всасывает мусор, находящийся в воде. Устройство пропускает через себя воду, не препятствуя ее циркуляции, и задерживает только посторонние предметы. Seabin не сможет очистить целый океан, но неплохо справится с гаванью или другим небольшим водоемом.

Гигантская сеть для поимки мусора

Бояну Слату было всего 16 лет, когда он изобрел концепцию Ocean Cleanup Array — гигантской подводной сети для захвата мусора. Прошло всего лишь пять лет, а концепция уже стала реальностью — сети для поимки пластика собираются установить в Японии и Южной Корее. Если испытания пройдут успешно, то через несколько лет Ocean Cleanup Array позволит расчистить крупнейшее средоточие океанического мусора — Большое тихоокеанское мусорное пятно.

Стулья из океанического пластика

Выпускники Королевского колледжа искусств в Лондоне решили найти применение огромному количеству пластика, который бороздит просторы океана. К примеру, превратить его в стулья. Проект Sea Chair создан для сбора, сортировки и переработки океанического пластика, из которого потом на 3D принтере печатаются пластиковые стулья. Пока что проект развивается не очень активно, но по-прежнему остается крайне любопытным.

Купальник, фильтрующий загрязнения

Пожалуй, самое странное изобретение для очистки океанов — это напечатанный на 3D принтере купальник-бикини Sponge Suit. Он не просто выглядит привлекательно, но еще и обладает суперспособностями. Купальник выполнен из специального губчатого материала, поглощающего различные загрязнения. Достаточно просто зайти в нем воду — и он тут же начнет ее фильтровать. Sponge Suit может впитывать объем загрязнений, в 25 раз превышающий вес самого купальника. При этом загрязнения абсорбируются настолько герметично, что никак не соприкасаются с обладательницей купальника.

Подводный небоскреб с гигантской воронкой

Башня Seawer устанавливается под водой и фильтрует пластиковый мусор и другие отходы. Но это еще не все — она также вырабатывает собственную энергию при помощи солнечных панелей.

По размеру Seawer можно сравнить с гигантской архитектурной постройкой. Ее воронка для очистки воды составляет 550 м в диаметре и обладает глубиной 300 м. Концепция башни разрабатывалась специально для очистки Большого тихоокеанского мусорного пятна.

Источник

Как в мире очищают реки от пластика: катамаран, плавучие барьеры и пузыри

Около 90% пластиковых отходов, которые находятся в Мировом океане, попали туда с помощью всего десяти рек, подсчитали ученые. Загрязнение рек — глобальная проблема: частицы пластика попадают в них через сточные воды, сдуваются ветром с мусорных полигонов или просто выбрасываются людьми. В начале ноября стартап Ocean Cleanup, который занимался установкой барьера для сбора мусора в Большом тихоокеанском мусорном пятне, представил Interceptor — устройство, предназначенное для очистки водоемов от пластиковых отходов. Проект компании — еще один повод напомнить о проблеме. «Хайтек» рассказывает, как реки стали основными каналами для распространения пластикового загрязнения и какие проекты по их очистке уже существуют.

Читайте «Хайтек» в

Остров Хендерсон находится между Новой Зеландией и Перу, а в радиусе 5 500 км от него нет ни одной заселенной территории. Летом 2019 года группа австралийских ученых отправилась в экспедицию на остров и обнаружила, что включенный в 1988 году в список Всемирного наследия ООН нетронутый человеком участок суши полностью завален пластиком.

Исследователи обнаружили на острове бутылки, контейнеры и все виды рыболовных принадлежностей, которые принесло к острову из Германии, Канады, США, Чили, Аргентины и Эквадора. Причина такой широкой географии происхождения пластикового мусора — в том, что коралловый атолл находится в центре южно-тихоокеанского круговорота, огромного кругового океанического течения, которое идет против часовой стрелки вдоль восточного побережья Австралии вплоть до западного побережья Южной Америки. Теперь эта территория признана одним из самых загрязненных мест на планете.

Большую часть этого мусора (по данным ученых, до 90% всего пластикового загрязнения в Мировом океане) принесли реки. А точнее, всего десять рек — восемь из них находятся в Азии, оставшиеся две — в Африке. Все они проходят через густонаселенные районы, в которых отсутствует эффективный сбор отходов — а это означает, что мусор часто попадает в реку.

Реки выступают в роли своего рода конвейеров для доставки пластика в океан, однако до сих пор не ясно, сколько мусора удерживается в реках, как долго и в какой форме. Это зависит как от пластика (его плотности и размера частиц), так и от самой реки (насколько она глубока, как быстро течет, есть ли плотины или другие барьеры, которые могут удерживать его). По оценкам двух исследований, от 1,15 до 4,38 млн тонн пластика в год попадает с суши в океан именно при помощи рек.

Почему загрязнение пластиком — это плохо?

Человечество производит огромное количество пластика — в 2015 году этот показатель составлял 400 млн тонн в год, а к 2025 году производство удвоится. По оценкам ученых, ежегодно в океан поступает 8 млн тонн пластиковых отходов. Однако авторы исследования отмечают, что это количество может оказаться только 1% от реального объема ежегодного загрязнения.

Биологи уже доказали, что микроскопические частицы, на которые распадается пластик, наносят вред морской жизни — многие животные и растения принимают их за пищу, а затем погибают или страдают различными заболеваниями. Микропластик был обнаружен в организме каждого морского млекопитающего, изученного в ходе недавнего исследования в Великобритании. В 2017 году выяснилось, что частицы пластика содержатся в водопроводной воде по всему миру — их употребляют в пищу жители Европы, Японии и России.

Риск для здоровья человека от употребления микропластика пока недостаточно изучен — ученые не могут с уверенностью сказать, вреден он или воспринимается организмом нейтрально. При этом каждый человек в среднем за неделю потребляет около 5 г микропластика.

Сейчас исследователи пытаются выяснить, какой эффект микропластик оказывает на кишечник человека — известно, что крупные частицы выводятся из организма, однако судьба более мелких остается неизвестной. Кроме самих частиц, в организм вместе с пластиком попадает материал, химические вещества которого выщелачиваются из него, а бактерии и вирусы, известные как биопленка, используют микрочастицы для того, чтобы задержаться внутри человека.

В недавнем исследовании ученые из Сингапура обнаружили более 400 видов бактерий на 275 кусочках микропластика, собранных на местных пляжах. В их число входят организмы, которые вызывают гастроэнтерит и раневые инфекции у людей, а также связаны с обесцвечиванием коралловых рифов.

Пока эффект от употребления пластика не определен, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) призывает сократить использование пластика и организовать эффективную утилизацию пластиковых отходов, а также очистить реки — канал, по которому пластик попадает в моря и океаны, а затем распространяется по всему миру.

Какие проекты занимаются очисткой рек от мусора?

В конце октября стартап Ocean Cleanup, который до этого строил защитный барьер для очистки Большого Тихоокеанского мусорного пятна, представил робота Interceptor для сбора мусора в реках.

Устройство представляет собой катамаран, к которому прикреплен длинный плавающий барьер. По задумке инженеров, барьер собирает мусор и направляет его к ленточному конвейеру, который распределяет мусор по шести контейнерам общей емкостью более 50 куб. м.

Датчики, установленные внутри конвейеров, определяют степень их наполнения и дают сигнал местным коммунальным службам о необходимости вывезти мусор. Interceptor работает на солнечной энергии — и может за сутки собирать до 50 тыс. кг мусора.

Сейчас первые два устройства Interceptor очищают реки Тангеранг в Джакарте, Индонезия и Кланг в Селангоре, Малайзия. Согласно собственным исследованиям компании, последняя входит в топ-500 самых грязных рек в мире и занимает лидирующие позиции в списке из 1 000 рек, которые обеспечивают до 80% всего загрязнения океана пластиковыми отходами.

В исследовании, проведенном Deloitte по заказу компании, говорится, что ежегодные экономические потери из-за пластикового загрязнения составляют от $6 до 19 тыс. В их числе — затраты на очистку воды, снижение вылова рыбы и туристического потока.

«Это означает, что перехват пластика в реках гораздо более экономически эффективен, чем устранение последствий ниже по течению», — говорится в исследовании. Компания планирует в сотрудничестве с правительственными и частными организациями к 2025 году очистить все эти 1 000 рек от загрязнения пластиком.

Другой проект по очистке рек от мусора — Clean Rivers Initiative от американской компании Worthington. Основная деятельность компании посвящена созданию плавучих барьеров для очистки водоемов от крупного мусора — бревен, больших веток, автомобильных покрышек и других предметов, которые могут нанести ущерб дамбам, плотинам и других гидротехническим сооружениям.

Clean Rivers Initiative запущен в 2016 году — на первом этапе компания установила на своих плавучих барьерах датчики, которые собирали данные о пропускной способности плавучих барьеров. Анализ данных помог доработать их конструкцию, чтобы барьеры не пропускали мелкий пластиковый мусор.

По собственным данным компании, успешные проекты по очистке рек от пластикового загрязнения уже реализованы в США, Панаме, Турции и Доминиканской Республике. Кроме того, Worthington финансирует некоммерческие проекты по очистке рек — такие, как Living Lands & Waters.

The Great Bubble Barrier

Еще один подход к очистке рек от пластика предлагает компания The Great Bubble Barrier — вместо роботов и плавающих барьеров стартап разработал систему из установленных на дне реки труб, через которые подается кислород под давлением.

Поток пузырьков создает восходящую тягу, которая заставляет мусор подниматься на поверхность — а другая часть системы создает течение, направляя пластик в систему сбора, установленную на берегу.

Разработчики системы считают, что она позволяет не только очищать реку от мусора — но еще и насыщает водоем кислородом. Это способствует развитию экосистемы и препятствует цветению ядовитых сине-зеленых водорослей. Система уже установлена на реке Эйссел, правом рукаве Рейна, который протекает по нидерландским провинциям Гелдерланд и Оверэйссел.

Источник

Голландец изобрёл автономное устройство для сбора мусора в океане

25-летний голландец Боян Слат создал в 2018 году устройство, способное собирать 5 тонн пластиковых отходов в месяц. Если все будет продолжать такими темпами, то через 20 лет океан на 90% будет чист от мусора. Как удалось 25 летнему парню придумать такую систему? И что нас ждёт в 2020 году?

Ранний интерес к проблеме и изобретательству

В 14 лет Боян Слат запустил 213 водяных ракет. Он установил мировой рекорд и вошёл в книгу рекордов Гинесса. Спустя 2 года Боян заметил большое количество мусора в океане. Это побудило его сделать выпускной проект об этой проблеме. Там он предложил создать устройство для сбора мусора в морях и океанах. В возрасте 17 лет он получил приз Делфтского технического университета. В этом возрасте Боян поступил в это учреждение на аэрокосмический факультет. Но учеба не позволяла полностью реализовывать все, что он хотел и вскоре юный изобретатель оставил учебу.

Фонд Ocean Cleanup

В 2012 году на конференции Tedx Боян Слат описал,что сейчас происходит с пластиком в океане и предложил создать устройство для отлова отходов.

В следующем году он создаёт фонд Ocean Cleanup. Благодаря своей идее компания собрала через краудфандинг 90 000$. В 2014 году команда из разных сфер в конце концов исследовали океан и представили проект. Согласно ему в океане установят устройство, похожее на поплавок, который представляет собой передвижную береговую линию. Этот барьер передвигается медленно и тем самым скапливаться в «поплавках-ловушках».

Один раз в два месяца мусор будет доставляться специальным судном на берег и на месте перерабатываться.

Источник

Стартовал самый большой проект по уборке мирового океана

Несмотря на мнения многих скептиков (например, Артемия Лебедева), Большое тихоокеанское мусорное пятно реально существует. Его не увидеть из космоса и сложно разглядеть человеческим глазом. Это не плавучий остров из мусора, который можно ткнуть ногой или который с виду походит на свалку. Но от этого вред экосистемам не уменьшается. Планктон массово гибнет, и потенциально, при стечении некоторых условий, мы можем получить проблему похлеще Глобального потепления.

Но 18-летний парень из Нидерландов решил, что мириться с этим не стоит. И, при поддержке тысяч волонтеров и нескольких IT-миллиардеров, организовал глобальный проект Ocean Cleanup, который на днях наконец-то перешел в активную фазу. Цель – убрать половину Большого мусорного пятна в течение ближайших лет.

Что сейчас

Мусорное пятно в Тихом океане разрослось до площади, сравнимой с Индией. Его центр, наиболее засоренный участок, по оценкам, простирается на 1,6 млн квадратных километров, а периферия – еще на 3,5-4,5 млн. Это больше ста миллионов тонн мусора, который плавает недалеко от поверхности.

Конечно, это не плавающие цельные пластиковые пакеты, как это часто представляют (количество таких больших объектов составляет не больше тысячи на 1 км 2 ). В основном – это маленькие кусочки, размером с кубик жевательной резинки, или меньше. Таких «кубиков» уже гораздо больше. В самых загрязненных зонах – по три на кубический метр, или по 77 000 штук на 1 км 2 площади поверхности. Всего же в «пятне» плавает около сотни миллиардов кусочков такого пластикового мусора.

Симуляция NASA (вот еще хорошая визуалиация от New Zealand Geographic)

Но главная опасность сосредоточена в микрочастицах. Тех, которых физически не разглядеть человеческим взглядом. Такие кусочки могут быть съедены зоопланктоном. Личинками рыб, маленькими моллюсками, ракообразными и прочими мельчайшими обитателями океана, которые составляют большую часть «населения» нашей планеты. «Зоопланктончики», поглощая наш пластик, умирают или заболевают, от этого страдают животные, питающиеся планктоном, а дальше, по пищевой цепочке, почти все существа гидросферы и биосферы, включая людей.

Фитопланктон, одноклеточные водоросли и цианобактерии, от пластика страдает меньше, но и здесь есть большой негативный эффект. Прозрачные частицы постепенно повышают температуру воды, создают условия теплицы, и повышение температуры мешает нормальному развитию водорослей. К счастью, большая часть фитопланктона как раз из-за своей нелюбви к жаре плавает немного севернее мусорного пятна. Но ничто не мешает им однажды столкнуться, что может вызвать экологическую катастрофу беспрецедентных масштабов.

Ocean Cleanup

Бороться с этим вызвался один паренёк, Боян Слат, голландский изобретатель. Занимаясь дайвингом в Греции, он понял, что пластиковых пакетов в море плавает гораздо больше, чем медуз. Он бросил вуз (по специальности «Аэрокосмическая техника») и организовал проект Ocean Cleanup, придумав простую систему очистки морей и океанов. В 2013 году, в свои 18 лет, он смог привлечь других энтузиастов, и получил грант $100 тыс от основателя PayPal Питера Тиля (грант выдается молодым студентам, которые бросают учебу ради начала собственных проектов).

Слат смог привлечь еще $2 млн за счет краудфандинга, и при активной помощи волонтеров в 2015 году запустил первую стадию Ocean Cleanup. Для такого большого и амбициозного проекта, желающего, в итоге, очистить от мусора мировой океан, это был предварительный шаг: собрать всю информацию. Выяснить, как пятно распространяется, какой мусор там плавает, как его наиболее эффективно собирать и в каких местах сначала стоит запускать систему.

А на днях, после трех лет сбора денег и усовершенствования технологий, наконец запустилась вторая, главная фаза проекта. Большая плавающая система сбора мусора была спущена в заливе Сан-Франциско. Первая цель – большой сгусток между Калифорнией и Гавайями.

В ближайшее время планируется запустить еще десятки, а в перспективе – и сотни других таких «плавающих понтонов» в разные точки Тихого океана. Каждый из них должен будет собирать по 70 тонн пластика в год, курсируя по направлению течений. Боян рассчитывает, что по мере того, как они набираются опыта, платформы будут улучшаться, и скорость их движения повысится, а влияние на экосистемы – уменьшится.

Пока что в планах собрать 50% пластика в Большом тихоокеанском мусорном пятне к 2023 году, и 90% пластика – к 2040 году. В принципе, очень неплохой темп, особенно учитывая, что раньше Боян Слат рассчитывал на запуск своей системы только в 2020-м.

Как это будет работать

Разработка Слата – автономно плавающие понтоны, соединенные трубами длинной 600 метров. Они перемещаются так же, как и мусор, по океанским течениям. Только в отличие от кусочков пластика, плавающих под поверхностью, трубам помогают волны и ветер, за счет чего они всё-таки двигаются немного быстрее. Под ними, в воде – три метра специальной плотной ткани, которая и собирает пластик. Рыбы и другие морские существа перемещаются под этой «юбкой» (они чувствуют, что спереди препятствие), а планктон спокойно уносит вода.

Сборка «юбки»

Система, «брошенная» в океане, автоматически становится полукругом под влиянием течений, так что весь мусор собирается внутри. Она также самостоятельно переориентируется по мере движения – и, соответственно, плывет туда, где будет больше мусора. Чтобы с ней ночью не столкнулся корабль, по всему периметру установлены фонари, работающие от солнечных батарей. Если впереди непредвиденный большой объект (скажем, дерево или брошенный катер) – понтон реагирует и пытается медленно изменить курс. Также в нем есть различные сенсоры и детекторы для сбора информации о прогрессе очистки, а по краям – две спутниковые антенны, отсылающие сигналы в штаб Ocean Cleanup.

Когда платформа собрала достаточно пластика, к ней подходит корабль, забирающий мусор для последующей сортировки, очистки и переработки на берегу. Это нужно делать каждые 3-6 недель.

Запуск System 001 обошелся в $25 млн. Это включая дизайн, разработку, производство, сборку и тестирование. Денежную поддержку проект получает от того же Питера Тиля, Марка Бениоффа (сооснователя Salesforce) и тысяч волонтеров, которые также помогают в разработке системы, сборке и сортировке пластика.

Ocean Cleanup надеется, что другие корпорации и филантропы, вдохновляясь их примером, тоже присоединятся к делу – например, запуском собственных платформ. Они также готовы размещать на трубах логотипы компаний или имена людей, помогавших с финансированием, плюс – в проекте приложение для смартфонов, с которого можно будет следить, как двигается «твой» понтон, и сколько мусора он собирает.

Слишком поверхностно!

У проекта, как это обычно бывает, нашлось немало критиков. Главный аргумент – что Боян Слат, в буквальном смысле, думает слишком поверхностно. Миллионы тонн пластика просто пройдут под системой. Часть – под влиянием волн, часть – просто потому, что некоторые частицы плавают глубже трех метров.

На эту критику Ocean Cleanup отвечает, что длиннее их «юбку» делать нельзя – это может повредить рыбам, они просто не поймут, куда им спасаться. А если часть пластика пройдет под платформой вместе с волной – так ничего не мешает потом пройтись по тому же месту еще раз. Благо, их плавающая система самодостаточна, и никакого топлива не потребляет. А самые большие куски пластика всегда собираются с первого прохода, так что, по крайней мере, останавливается их деградация и образование новых опасных микрочастиц.

Другая проблема – Бояну говорят, что он слишком амбициозен и нереалистичен. Учитывая то, сколько нового пластика оказывается в океане ежегодно, и то, сколько на самом деле таких «мусорных пятен» (и в Тихом океане их несколько, и в Атлантическом два, и в Индийском большое формируется), несколько десятков плавучих систем по 600 метров каждая – это курам на смех. Тут нужен проект, по стоимости соизмеримый с полетом на Марс. А не плавучая трубка стоимостью $25 млн.

Ответ – это только начало, а Большое тихоокеанское мусорное пятно – самое грязное и опасное. Если к Ocean Cleanup присоединятся другие проекты, и систему удастся сделать перманентной, с очисткой всех океанов 24/7, 365 дней в году, общее количество мусора однозначно пойдет на убыль. Боян Слат говорит:

Да, решение больших проблем редко бывает простым. Мы не можем пару раз пройтись по океану, и, вот, всё исчезнет. Нам всем придется работать, долго и постоянно. И мне, и всем нам – бросая меньше мусора там, где его никто за вами не убирает.

Другие проблемы, с которыми пока сталкивается Ocean Cleanup, более банальны. В System 001 нашлись дефекты, из-за которых часть собранного пластика с большими волнами всё-таки уплывает обратно в океан. Платформа под ветрами перемещается не так быстро, как раньше планировали. А еще в неё постоянно попадают брошенные сети рыбаков. Каждая такая сеть весит 1,5 тонны, и может повредить систему, или, по крайней мере, замедлить её движение. При разработке и тестировании System 001 в заливе Сан-Франциско этого не учли. Пока что проблема решается периодической сборкой таких сетей на корабль – всё-таки, это тоже мусор, который активно вредит экосистеме наших океанов.

При всех этих неудачах, неподтвержденном качестве очистки и, может быть, излишней амбициозности планов, Ocean Cleanup остается единственным проектом, пытающимся что-то сделать с Большим мусорным пятном. Ни у одной другой компании нет работающей системы, способной работать в таких масштабах. А если ничего не делать – по данным Всемирного экономического форума, к 2050 году в наших океанах будет больше пластика, чем рыбы.

Источник