Tulevikus saab merereostust seirata vetikarüüs droonidega

$content['photos'][0]['caption'.lang::suffix($GLOBALS['category']['lang'])]?>
Kui vee pinnal hõljuvat prahti uurida ja mõõta on üsna lihtne, siis sügavamale vette või merepõhja jõudnud reostusest pole teadlastel kuigi head aimu. Autor/allikas: Ivan Radic/Flickr (CC BY 2.0)

Lugejale on ilmselt tuttav Vaikses ookeanis triiviv Prantsusmaa-suurune prügisaar. Kui vee pinnal hõljuvat prahti uurida ja mõõta on üsna lihtne, siis sügavamale vette või merepõhja jõudnud reostusest pole teadlastel kuigi head aimu. Nüüd pakuvad Eesti teadlased rahvusvahelises uuringus välja võimaluse, kuidas isejuhtivate droonidega edukalt ka merepõhja kogunenud prahti seirata.

"Sügavale vette vajunud ja vooluga koos triivivat mereprahti on väga keeruline eristada ja jälgida, sest ajapikku tungivad prahi sisse mereseened ja -bakterid ning see sulandub keskkonda," ütleb Tartu Ülikooli lausandmetöötluse dotsent Huber Flores. Tema sõnul teeb merereostuse uurimise keerukaks ka tõsiasi, et kui algul vees triiviv prügi puutub pikka aega kokku päikesevalgusega, laguneb see tibatillukesteks tükkideks. Plastist saab mikroplast. "Mikroplasti pole enam võimalik näha ja mis hullemgi, seda on pea võimatu merest eraldada, et keskkond puhtaks saada," selgitab Flores.

Oma uues artiklis pakuvad Flores ja Mohan Liyanage Tartu Ülikoolist koos oma Soome, Itaalia ja Egiptuse kolleegidega välja võimaluse, kuidas ettevõtmise keerukusele vaatamata tulevikus tõhusamalt merereostust uurida ja jälgida.

Lennukas drooniparv

"Pakume, et kasutusele võiks võtta isejuhtivad veealused sõidukid ehk droonid, mis tuvastaks ja liigitaks saasteaineid nii ookeanides kui ka kõigis muudes vee-alustes ökosüsteemides," sõnab Huber Flores.

Uurimisrühma nägemuses on säärased droonid varustatud sensoritega, mis koguks proove ja kirjeldaks nii sügaval vees hulpivat kui ka päris põhja vajunud prahti. Droonide algoritmid ja töömeetodid võimaldaks neil prahi liiki kindlaks teha isegi siis, kui see on lagunenud, veebakteritega kaetud või keskkonnas peidus.

"Meie kavandatud lahenduse üks oluline võit on, et see laseb hõlpsasti vaadelda suuri vee-alasid," märgib Flores. Uurijate kujutluses võiks niimoodi ookeanide tervist uudistada korraga terve drooniparv. Floresi sõnul edastaks droonid oma kogutud andmed vee pinnal asuvasse uurimisjaama, kus inimestest asjatundjad andmed lahti mõttestaks ja nende järgi otsuseid teeks. Näiteks saaksid teadlased andmete põhjal otsustada, milliseid piirkondi meres peaks puhastama, et ennetada prahi lagunemist mikroosakesteks.

"Kujutleme, et meie lähenemist saaks kasutada ka jõgede ja järvede tervise seireks," lisab Flores. "Neil juhtudel võiks kaaluda suisa võimalust jättagi droonid püsivalt vette sealset ökosüsteemi seirama." Praegu jääb püsiv drooniseire dotsendi sõnul energialahenduse taha, kuid juba leidub ka plaani teostamiseks küpseid tehnoloogiaid. Näiteks saaks Floresi sõnul droone laadida päikesepaneelide ja loodeenergiat ammutavate mehhanismidega.

Varjatud kaamera

Hubert Floresi sõnul ei jää tema ja kolleegide lennukas plaan ainult paberile, vaid nad on juba jõudnud prototüübi katsetamiseni. Näiteks katsetasid nad allvee-droonide tööd Tartus Emajões. Dotsendi sõnul tuleb enne pakutud lahenduse käikulaskmist aga ületada veel nii mõnigi uurimist vajav väljakutse. "Näiteks kui tahame uut tehnoloogiat kasutada jões või järves, peame alles leidma viisi, kuidas sulandada tehnoloogia keskkonda niimoodi, et sealne elustik ja inimtegevus poleks häiritud," tõdeb ta.

Üks lahendus oleks Floresi sõnul see, kui ammutada droonide kujundamisel inspiratsiooni mageveekogudest endist ning ehitada droonid keskkonna floora ja faunaga sarnasteks. Ookeanides kasutamiseks vajab arendustööd aga droonide omavaheline suhtlus ja parem koordinatsioon. Samuti tuleb drooniosade ümbris arendada võimalikult tugevaks, et see peaks vastu tugevale veerõhule, aga lubaks samas infovahetust inimestega vee pinnal.

"Mõistagi ei saa me siin toetuda traditsioonilistele tehnoloogiatele, sest need ei hakka vees tööle. Sestap peame uurima ja anlüüsima uusi tehnoloogiad. Näiteks akustilised, elektromagnetilised ja laseripõhised suhtluslahendused on osade probleemide ületamiseks paljulubavad," märgib Flores. Samas näeb uurimisrühm vaimusilmas oma tehnoloogiat kasutuses juba lähitulevikus ja Floresi sõnul teevad nad praegu tööd just murekohtade kallal.

Praegused teadmised on… pinnapealsed

Kui tõsine merereostuse mure praegu on, pole Huber Floresi sõnul kerge öelda, sest kaardistatud on eeskätt pinnavees hulpivat prahti. Näiteks on palju uuritud Suurt Vaikse ookeani prügikeerist. "Teame hästi, et keerise pindala on 1,6 miljonit ruutkilomeetrit ja eeldatavasti kasvab see lähiaastatel veel," ütleb dotsent. "Samas, teame seda just seepärast, et keeris hulbib pinnal ja on kas laevast, õhudroonist või isegi kosmosest jälgitav." Reostuse täit ulatust ei luba teadlastel kindlalt välja öelda aga merepõhja kogunenud reostus. "Meil pole õrna aimugi, mis seal all toimub," tõdeb Flores, kuid lisab, et igal juhul on süvamere olukord halb.

Praegu kasutatakse merereostuse seireks eeskätt visuaalsel uuringul ja käsitsi märgistamisel põhinevaid meetodeid. "Näiteks uurib laeval olev inimene visuaalselt laeva ümber triivivat prahti ja märgib üles selle erinevaid omadusi, näiteks suurust, materjali, asukoha koordinaate ja nii edasi," kirjeldab Flores.

Keerukamatel juhtudel teeb uurija prahi liigi esmalt laevalt vaadates kindlaks ja kinnitab seejärel prahi külge GPS-i sensori. Nii saavad teadlased jälgida mereprügi teekonda ja avastada võimalikke kuhjumiskohti. Harvem lastakse merepõhja sukeldujad, kes määravad seal prahi asukoha kindlaks. Floresi sõnul on aga sukeldujate kasutamine kallis, vajab hoolikat planeerimist ega kata kuigi suuri vee-alasid.

"Praeguste meetodite suurim puudujääk on, et need ei anna meile vee all toimuvast kuigi head aimu," sõnab ta. Ehkki kaardistustöö on vaevaline ja kulukas, peab Flores oluliseks, et laiem avalikkus merereostust senisest enam teadvustaks. "Oleme jõudnud punkti, kus osa tehtud kahjust ei saa enam parandada ja see hakkab tulevasi põlvi suuresti mõjutama," ütleb ta. Teadlikkus aitaks tema sõnul mere-ökosüsteemide reostusmõju aeglustada, samuti oleks abi ennetustööst ja puhtamast jäätmekäitlusest.

Huber Flores ja kolleegid kirjutavad merereostuse seirest ajakirjas IEEE Internet of Things Magazine ja kogumikus PENGUIN: Aquatic Plastic Pollution Sensing Using AUVs.

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: