Met een relatief goedkope ‘quadcopter’ drone kan in een paar uur tijd een oppervlakte van zo’n 500.000 m2 zandstrand worden uitgekamd om in te schatten hoeveel plastic pellets er aanwezig zijn. Dat blijkt uit onderzoek gepubliceerd in het septembernummer van Regional Studies in Marine Science. Voor het onderzoek werkten wetenschappers van de Federal University of Bahia (Brazilië) samen met Wageningen Marine Research. Ten opzichte van conventionele technieken is de inzet van drones volgens de onderzoekers ‘snel, eenvoudig, opschaalbaar en toegankelijk’.
Van plastic pellets (‘nurdles’) is bekend dat ze zich met name ophopen in stukken strand waar rondom de vloedlijn veel natuurlijk drijfafval (zoals zeealgen en ander plantmateriaal) aanspoelt. Gangbare methoden voor het inschatten van de hoeveelheid plastic pellets op een stuk zandstrand zijn onder andere het handmatig bemonsteren van sediment binnen een afgebakende strandoppervlakte. De pellets kunnen dan van het sediment gescheiden worden op basis van bijvoorbeeld dichtheid of met filtratie- of zeeftechnieken. "Dit zijn accurate en betrouwbare methoden", schrijven de onderzoekers, "maar ze vereisen een grote fysieke inspanning en zijn tijdrovend."
Remote sensing technieken
Minder arbeidsintensieve technieken voor het monitoren en kwantificeren van marien afval in kustgebieden zijn ‘remote sensing’ technieken met satellieten, bemande luchtvaartuigen of drones. Met name satellietfoto’s worden veel gebruikt, omdat ze tegen relatief lage kosten en inspanningen een globaal inzicht in de hoeveelheid (aangespoeld) afval bieden. Voor het onderscheiden van plastic pellets zijn satellietbeelden echter minder geschikt, vanwege hun resolutie en gevoeligheid voor onder andere bewolking, aerosolen en de zenithoek van de zon.
Drones daarentegen, schrijven de onderzoekers, kunnen op lagere hoogten (beneden de wolken) vliegen en zijn geschikt voor het nemen van luchtfoto’s met een hoge resolutie die in staat stelt tot het onderscheiden van aangespoelde deeltjes met een diameter groter dan 2,5 cm. Ook zijn ze in verhouding relatief goedkoop, en commercieel op grote schaal verkrijgbaar.
Dronefoto’s versus handmatige bemonstering
Zodoende onderzocht het team of drone-luchtfoto’s geschikt zijn om de aanwezige hoeveelheid plasticpellets op zandstranden in te schatten op basis van correlatie aan de hoeveelheid natuurlijk afval rondom de vloedlijn. Hiertoe werden met een eenvoudige quadcopter-drone luchtfoto’s genomen van het strand van Itaguaré (Brazilië), over een lengte van 2 kilometer. Om de data van deze foto’s te vergelijken met een gevalideerde dichtheid van plasticpellets, werden monsters genomen van representatieve stukken strandoppervlak om handmatig de daarin aanwezige hoeveelheden natuurlijk marien afval en plasticpellets te bepalen.
Op basis van beide methoden (drone-luchtfoto’s versus handmatige bemonstering) maakten de onderzoekers ‘heatmaps’ van de lokale spreiding van plastic pellets. Hieruit kon geconcludeerd worden dat de nauwkeurigheid waarmee de dronetechniek de pelletdichtheid kan inschatten rond de 45 procent ligt. Daartegenover staat dat de dronetechniek ‘snel, eenvoudig, opschaalbaar en toegankelijk’ is.
"Met deze methode kan één persoon in iets meer dan 1 uur vliegtijd de aanwezigheid van plasticpellets inschatten voor een 35.000 maal groter strandoppervlak in vergelijking met conventionele methoden", aldus de onderzoekers. De methode bleek met name effectief voor het lokaliseren van hotspots van pellets.
MAAGINHOUD NOORDSE STORMVOGEL
Overheden hebben behoefte aan graadmeters voor de hoeveelheid zwerfvuil in het mariene milieu, om de resultaten van bijvoorbeeld de OSPAR-conventie en de Europese Kaderrichtlijn Mariene Strategie (KRM) te kunnen meten. "Tellingen van zwerfvuil op stranden geven een goed beeld van het grovere afval nabij de kust (..) maar missen kleiner afval en weerspiegelen niet de echte situatie op zee", schreef het Compendium voor de Leefomgeving (CLO) vandaag op zijn website. Als maatstaf voor het aantal plasticdeeltjes in zee gebruikt het CLO daarom, in samenwerking met Wageningen Marine Research, het aantal plasticdeeltjes in de maaginhoud van noordse stormvogels.
Deze vogel beschouwt het CLO als indicatorsoort die de hoeveelheden van klein plastic op zee goed weergeeft, omdat het een toppredator is met een gevarieerd dieet van onder andere vis, inktvis, zoöplankton en visafval dat door vissersboten overboord wordt gezet. De noordse stormvogel pikt zijn prooien op uit de bovenste waterlaag, waar zich ook plastichoudend drijfafval bevindt. Ook foerageert hij uitsluitend op open zee en is hij jaarrond te vinden op het Nederlands Continentaal Plat. Dit maakt de maaginhoud van dode noordse stormvogels die langs de kust worden aangetroffen volgens het CLO een betrouwbare graadmeter voor de hoeveelheid plastic in de Noordzee.
LEES OOK
H2O Techniek: Van lucht tot diepte: drones nemen een vlucht in het waterbeheer
H2O Actueel: Plastic pellets op zee: de zoektocht van IenW en IMO naar het juiste juridische haakje
