电子塑料瓶的不可思议的旅程

最近，住在印度恒河旁的某人收到了一份礼物，我们可以肯定地说，地球上从未有人过。起初，它一定看起来像是一个普通的塑料瓶，漂浮在河上，除了杆从其顶部戳出来，就像一艘带有桅杆但没有帆的帆船。仍然匿名的被赠礼者一定已经好奇了，撕开了500毫升的瓶子，发现它实际上装有电子设备。其中包括一张SIM卡，该人可以将其插入移动设备，然后登录Facebook。

伦敦动物学学会的技术专家阿拉斯代尔·戴维斯（Alasdair Davies）说：“我们知道它正在使用的原因是当我们收到帐单时。”您会发现，戴维斯与埃克塞特大学的保护科学家艾米莉·邓肯（Emily Duncan）以及其他研究人员不久前就将瓶子和另外九个瓶子放到了恒河中，这是一项聪明的实验的一部分，目的是展示塑料污染如何通过河流并最终流到河流中。出海。 SIM卡让运气不好的瓶子及其同伴在沿着河水航行时每三个小时就能连接到手机信号塔一次，并详细记录了这些设备走了多远和走了多快。一架在51天内航行了380英里。

但是这个特殊的瓶子已经流氓了。研究人员已经计划在SIM卡上使用不超过100兆字节的数据，因为每次上传到手机发射塔最多仅需要2 KB。该卡已成功存储了300兆字节的数据。戴维斯回忆说：“我们当时想，‘我们的瓶子到底怎么使用了300兆的数据？’”因此，他们查看了位置记录，并观察到瓶子从河里跳出来并降落在某人的房屋中-这是无生命物体的典型行为。他说：“然后它脱机，然后开始存储数据。”

尽管有些瓶子在数周内走了很多英里，但其他瓶子却失去了传递位置的能力。似乎还有其他人陷入了渔网。但这并没有浪费电子研究瓶，实际上恰恰相反。 《 PLOS ONE》在描述该系统的新论文中的主要作者邓肯说：“这提供了塑料发生了什么的真实数据。” “有些人可能被带出河里，有些人可能会被渔具困在那里。因此，我们的不幸经历也使我们对所发生的事情有一个现实的认识。”

邓肯和戴维斯实际上拼凑了两代电子瓶。他们的第一代设备，即沿恒河航行的设备，一路上有很多蜂窝塔可以ping通，因此SIM卡就可以了。但是研究人员还希望了解塑料瓶一旦进入海洋，将如何表现。因此，他们为第二代装备了GPS。在这里，他们从先前跟踪海龟的工作中获得了灵感：GPS在远离任何小区服务的公海中都能很好地工作。 （他们的设计是开源的，因此任何塑料研究人员都可以构建自己的模型，甚至可以对该系统进行改进。）

对于两种版本的设备，他们都必须弄清楚如何使填充电子设备的管的行为像真实的塑料垃圾一样。戴维斯说：“实际上，这全都与重心有关。”例如，他们无法将所有电池装入瓶子的一侧。他们还在瓶子内留下了一个敞开的空腔，因此被困的空气会使其浮力，使设备的一半在水线上方，另一半在水线下方。至关重要的是，瓶子必须调整自身方向，使其天线指向天空，而不是指向河底。

戴维斯说：“我们在后花园里打了很多水桶，漂浮了瓶子，测试了配置，然后正确地进行了调整。” “正确的壁厚-正确的一切-直到我们得到可以模仿瓶子的东西。因此，我们在旁边放了另一个瓶子，它们将以相同的方向漂浮。”

团队对GPS版本的瓶子的适航性充满信心，于是将它们部署在孟加拉国，恒河口附近以及孟加拉湾。然后研究人员观察了这些设备如何沿着类似的轨迹在孟加拉湾附近搜寻。一瓶在94天内行驶了将近1,800英里。他们倾向于向西行驶，朝印度的东海岸前进，最终陷入了强大的涡流系统。邓肯说：“在地图上，我们看到开始出现某种螺旋式增长。” “这表明我们可能在哪里发现塑料堆积物。”

事实证明，这是精心设计塑料瓶以抵抗恒河和孟加拉湾的艰苦跋涉的关键所在：这表明垃圾往往聚集在这些水域中。以前，科学家们基于洋流，风和海岸线形状等变量开发了模型，以显示塑料碎片如何在环境中传播。这些模型表明，垃圾往往会粘在海岸周围，往外面冲一点，然后一遍又一遍地洗回去。这项新工作的发现提供了有力的现实证据来支持这种动态：电子瓶倾向于拥抱海岸线，与其平行行进数百英里，而不是立即漂洗出海。

未参与这项新研究的海洋保护协会“无垃圾海洋计划”高级主任尼古拉斯·马洛斯说：“海洋学模型可以突出并提供有关塑料如何在海洋中移动的有价值的见解。” “但是使用实时塑料跟踪工具可以帮助我们揭示以前未知的事物。”例如，塑料可能会被困在公海的水槽中？积累的塑料可能会严重威胁重要的栖息地吗？

“总的来说，我们遇到的最大差距之一就是试图确定塑料一旦进入环境就会移动多远，” Mallos补充说。 “实际上，很多研究人员甚至会问一个问题：缺少的塑料在哪里？因为我们已经量化了进入海洋的可能性，但是我们还无法完全量化仅凭海洋的广阔空间最终产生的所有塑料。”

从这些电子瓶收集的数据可以帮助告知人类如何应对海洋塑料危机。 2018年，一个名为The Ocean Cleanup的组织在太平洋大垃圾场部署了600米长的U形捕手，据悉塑料垃圾会在此积聚。海洋学家立即提出了这个主意，这是因为捕手不可避免地会一分为二（是的，确实如此），并且因为这会分散更多预防性解决方案的注意力。那将是在更上游解决污染问题的方法，首先是防止其到达海洋。为此，巴尔的摩港部署了两个“拦截器”，分别被亲切地称为“垃圾桶先生”和“垃圾桶教授”，它们在漂浮的塑料到达大西洋之前将其吞噬并堆放在驳船中进行处置。这是一个好主意，“海洋清理”制作了自己的版本，可在世界河流的河口部署。

正如这些新的电子瓶清楚地表明的那样，塑料可以漂浮在河流下游数百英里甚至更多的地方。这种抵御力表明，污染最终到达海洋时是难以克服的。另外，您还有另一个问题：河岸有数百英里，新的垃圾可以沿着这条河进入系统。换句话说，不仅仅是沿海城市在用塑料瓶装满河流的河流可能要向海里行驶几英里，而是沿着河流的上下方向行驶的城市。

瓶子只是问题的一部分-其他塑料产品（例如容器和包装纸）的大量涌入河流和海洋。一旦撞到水面，他们都会表现如何？邓肯和她的同事可能有一天会通过将跟踪器放在更小的垃圾中来调整他们的技术以找到答案。邓肯说：“由于技术发展如此之快，而且一切都变得越来越轻巧，因此最终可以只在易碎包装或塑料袋上贴上一些东西，这将非常有趣。” “更轻巧的东西不会影响它的移动方式，也能够跟踪这些东西。”

而且由于该项目是开源的，因此全世界的研究人员都可以制造自己的传感器包装的塑料。 因此，下次您在河边漫步时，感叹漂浮着的污染物，请放心，这些垃圾实际上可能是科学间谍。