NUTEC Plastics Research Mission MAAE v Antarktidě

Experti našli pomocí jaderných technik znečistění mikroplasty dokonce už i na Antarktidě. Iniciativa NUclear TECHnology for Controlling Plastic Pollution (NUTEC Plastics) využívá jaderné nástroje a technologie k boji proti globálnímu plastovému znečištění na dvou frontách: v místě zdroje zaváděním nových technologií ke zlepšení recyklace plastů a monitorováním plastového znečištění v oceánu, kde velká část plastového odpadu končí. Experti MAAE NUTEC pracují pro členské země a spolu s nimi, aby se vypořádali s rostoucí hrozbou a zajistili znalosti a kapacity, které potřebují k hodnocení, monitorování a zmírňování plastového znečištění. Průkopnická mise MAAE v Antarktidě našla důkazy o mikroplastovém znečištění v jezerech, na pobřežích a v okolních oceánech. Předběžná zjištění ukazují, jak se znečištění plasty dostalo do všech koutů Země a jak mikroplasty ohrožují zdraví globálního oceánu.

První vědeckou výzkumnou misi MAAE do Antarktidy prostřednictvím iniciativy MAAE NUTEC Plastic zahájili generální ředitel MAAE Rafael Mariano Grossi a prezident Argentiny Javier Milei v lednu 2024. NUTEC, založená v roce 2020, je vlajkovou lodí MAAE v boji proti plastovému znečištění pomocí jaderných technologií. Prostřednictvím sítě laboratoří NUTEC Plastic Monitoring Laboratories se využívají jaderné a izotopové techniky k získávání údajů o distribuci mořských mikroplastů odběrem vzorků a analýzou rozšíření mikroplastů v životním prostředí. Tyto přesné vědecké údaje představují důležité informace pro vývoj opatření a politik pro likvidaci plastových odpadů.

S podporou národních úřadů se experti MAAE připojili k argentinským vědcům na cestě ledoborcem Irizar  mezi třemi argentinskými antarktickými základnami: Marambio, Esperanza a Carlini. Společný tým použil plně funkční palubní laboratoře Irizar  k přípravě vzorků pro budoucí podrobnější analýzu v laboratořích IAEA Marine Environment Laboratories v Monaku. Zároveň  zužitkoval znalost jaderných technologií a protokolů, které lze použít v antarktickém prostředí, a sdílel je pro použití dalším badatelům.

Jsou tam, a jsou ještě menší, než jsme mysleli

 „Zatímco mikroplasty se studují již několik let, zabýváme se nyní přítomností objekttů ještě menších, než jaké dokázal analyzovat předchozí výzkum. Vzhledem k tomu, že techniky a protokoly nebyly pro mikroplasty této velikosti zatím nikdy harmonizovány, může testování nebo vývoj těchto metod a jejich konečná aplikace trvat dlouhou dobu,“ řekl výzkumný pracovník MAAE Marc Metian. „Příprava a analýza může trvat u jednoho vzorku až dvacet dní.“ Předběžné výsledky ukazují, že každý dosud analyzovaný vzorek obsahoval stejné mikroplasty, jmenovitě polytetrafluorethylen (PTFE), polyvinylchlorid (PVC), polypropylen (PP) a polyethylentereftalát (PET). Po dokončení analýzy všech odebraných vzorků  budou výsledky zveřejněny a sdíleny s Vědeckým výborem pro výzkum Antarktidy, mezioborovým orgánem Mezinárodní vědecké rady, který poskytuje vědecké poradenství Smlouvě o Antarktidě.

 Argentinská ministryně zahraničí Diana Mondino řekla: „Odhodlání naší země k ochraně antarktického prostředí, stejně jako k mezinárodní a vědecké spolupráci, je jasné. Věříme, že portál NUTEC bude cenným a účinným nástrojem na podporu úsilí MAAE řešit společné problémy prostřednictvím mírových aplikací jaderné energie“.

 Mise v Antarktidě je součástí probíhající akce MAAE na vybudování kapacity v laboratořích po celém světě pro získávání informací o zdrojích a úrovních plastového znečištění prostřednictvím monitorování mořských mikroplastů a je klíčovým krokem v prosazování zastřešujícího cíle rozvoje globální sítě pro monitorování moří.

NUTEC projekt

Znečištění plasty je velkou environmentální výzvou, která  ohrožuje udržitelný rozvoj a v konečném důsledku i naše živobytí. Plastový odpad   často končí ve spalovnách nebo na skládkách a jeho velká část  v oceánech, kde poškozuje mořský život a potenciálně kontaminuje mořské plody, které jíme. Jaderné techniky mohou pomoci plastový odpad monitorovat a snižovat. Ze všech plastů vyrobených od roku 1950 do roku 2015 bylo recyklováno pouze 9 % a asi 17 % se stále používá, uvádí studie zveřejněná v Science Advances. Zbývající část se nechává na skládkách (60 %), které kontaminují ekosystémy jako jsou řeky, podzemní vody a nakonec oceány, nebo se spaluje (12 %), což často uvolňuje toxické plyny. Do roku 2025 bude oceán obsahovat jednu tunu plastu na každé tři tuny ryb a do roku 2050 může být v oceánu více plastů než ryb.

Jaderné technologie

 MAAE stojí v čele zavádění jaderné vědy a technologií k řešení podobných globálních problémů, včetně znečištění plasty. Jaderné techniky mohou pomoci při posuzování a pochopení rozměru problému, ale také při recyklaci plastů pomocí radiačních technik, což umožní vyrábět materiály, které lze dále využít v konceptu oběhového hospodářství.

 NUclear TEChnology for Controlling Plastic Pollution (NUTEC Plastics) má pomoci zemím při integraci jaderných a izotopových technik k řešení znečištění plasty. MAAE je připravena poskytnout jedinečná jaderná řešení prostřednictvím vývoje a podpory radiačních technologií, které pomohou nahradit plasty na bázi ropy biologicky rozložitelnými, zlepšit obvyklé recyklační praktiky a třeba regenerovat plasty na konci jejich životnosti. Přístup společnosti NUTEC Plastics je dvojí: 1) poskytnout vědecky podložené důkazy pro charakterizaci a posouzení znečištění moří mikroplasty a 2) dokázat použití ionizujícího záření při recyklaci plastů k přeměně plastového odpadu na opakovaně použitelné zdroje.

NUTEC Plastics zvýší schopnost laboratoří studovat dopady znečištění plasty v pobřežních a mořských ekosystémech s využitím jaderných metod k přesnému sledování a kvantifikaci pohybu a dopadů mikroplastů a dalších kontaminantů.

Kontrola znečištění plasty

Jaderná technologie nabízí také řešení, jak snížit objem plastového odpadu. K dosažení dobrých podmínek pro životní prostředí a lidský život je nutno přesměrovat životní cyklus plastů do oběhového hospodářství se zaměřením na redukci, opětovné použití, recyklaci a obnovu. Na doplnění tradičních mechanických a chemických metod recyklace ukáže společnost NUTEC Plastics, jak mohou technologie záření gama a elektronového paprsku modifikovat určité typy plastového odpadu tak, aby se recykloval nebo jinak využil (tzv. upcykloval) pro opětovné použití. Hlavní překážkou konvenční recyklace plastů je, že se kvalita produkovaných plastů a pelet snižuje. Radiaci lze použít k rozkladu plastových polymerů s nedostatečnou kvalitou na menší chemické složky a použít je k výrobě nových plastových výrobků.

První důkaz mikroplastů

První nález plastových částic o průměru menším než 5 mm pochází z roku 2009, kdy vědci z University of Tasmania odebrali vzorky mořského pobřežního ledu ve východní Antarktidě. Stále však nejsou k dispozici téměř žádné informace o tom, odkud a jaké množství mikroplastů se do Antarktidy dostává a kolik jich absorbují antarktické organismy. Existuje také velmi málo údajů o typech mikroplastů, které se do této nedotčené oblasti dostávají prostřednictvím oceánských proudů, atmosférické depozice a přítomnosti lidí v Antarktidě.

Na zahájení mise 6. ledna 2024 na argentinské antarktické základně Marambio řekl generální ředitel MAAE Grossi, že objev mikroplastů v kdysi nedotčeném prostředí Antarktidy je důkazem vlivu rozšířeného znečištění. „Mikroplasty jsou globálním problémem, ale mezinárodnímu společenství stále chybí vědecká data potřebná k přijímání informovaných rozhodnutí. To je cílem projektu NUTEC: pochopením původu plastů, jejich pohybu a vlivu můžeme činit informovaná rozhodnutí, jak problém řešit.“

Účinky mikroplastů

Přítomnost mikroplastů může přispět k urychlení úbytku ledu v Antarktidě snížením odrazivosti ledu, změnou drsnosti povrchu, podporou mikrobiální aktivity, působením jako tepelné izolátory a přispíváním k mechanickému oslabení struktury ledu. V kombinaci se změnou klimatu, atmosférickými podmínkami a oceánskými vlivy může prohloubit ničivý dopad tání polárního ledu. Mikroplasty vstupující do potravního řetězce antarktických organismů navíc negativně ovlivňují jejich zdraví a odolnost vůči klimatickým změnám.

Mezinárodní smlouva

V rezoluci z března 2022 se členské státy Organizace spojených národů zavázaly zahájit jednání o nové celosvětové smlouvě o zákazu plastového znečištění, a to i v mořském prostředí, s cílem formálního přijetí do roku 2025.

Rozšiřující se síť laboratoří NUTEC Mezinárodní agentury pro atomovou energii pro monitorování znečištění moře (mikro) plasty, včetně polárních oblastí, sehraje zásadní roli při poskytování zásadních vědeckých důkazů na podporu informovaného rozhodování během jednání o smlouvě a přispěje k jejímu účinnému provádění, zejména v mořském prostředí.

MAAE má více než 40 probíhajících nebo plánovaných projektů technické spolupráce, koordinovaných výzkumných projektů a dalších programových aktivit souvisejících s radiačními technologiemi a monitorováním životního prostředí, z nichž asi 25 projektů přímo souvisí s plasty.

Využití přesnosti jaderné vědy

Experti MAAE monitorovali přítomnost mikroplastů v životním prostředí na 22 místech poblíž výzkumné základny Carlini v různých prostředích: voda v Antarktickém oceánu, antarktická jezera a antarktická půda. Odebrali vzorky mořské vody z 12 míst, vzorky sedimentů ze čtyř míst, tři vzorky z jezer a vzorky ze tří různých písečných pláží. Tým také monitoroval přítomnost mikroplastů v organizmech sběrem škeblí a přílipek a trusu tučňáků.

Práce MAAE na řešení a monitorování přítomnosti mikroplastů v Antarktidě se provádí ve spolupráci s argentinským Instituto Antartico Argentino (IAA), úřadem pověřeným poradenstvím, řešením a prováděním vědeckého a technického výzkumu a studií v Antarktidě, a Dirección Nacional del Antártico (DNA), která je zodpovědná za vedení, řízení a kontrolu vědecké a technické činnosti v Antarktidě.

Připravené vzorky se odešlou do laboratoří pro mořské prostředí MAAE v Monaku k analýze. K počítání počtu mikročástic plastu a k charakterizaci typu polymerů pro případné posouzení zdroje mikroplastového znečištění se použije vibrační spektroskopie. Vzorky budou také zaslány na IAA v Buenos Aires, kde byl v rámci iniciativy NUTEC instalován nejmodernější mikroskop a spektrometr. Proběhne řada školení s cílem posílit argentinské výzkumné kapacity v oblasti mikroplastů.

 Zdroje: IAEA Experts Find Evidence of Microplastic Pollution in Antarctica from NUTEC Plastics Research Mission | IAEA

IAEA Scientists Embark on Antarctic Mission to Research Microplastic Impact | IAEA

Video: NUTEC: A nuclear solution to plastic pollution (youtube.com)