تنظيف المحيط

في عام 2014، استُبدلت المنصة المركزية في التصميم ببرج منفصل عن الحواجز العائمة. وكان من المقرر أن تجمع هذه المنصة البلاستيك باستخدام سير ناقل . واقتُرح أن يبلغ طول الحاجز العائم 100 كيلومتر (62 ميلاً) . وقد أجروا دراسة جدوى ونشروها. ^{[ 16 ]}  

في عام 2015، فاز هذا التصميم بجائزة متحف لندن للتصميم لأفضل تصميم للعام، ^{[ 17 ] [ 18 ]} وجائزة INDEX . ^{[ 19 ] [ 20 ]} وفي وقت لاحق من ذلك العام، أُجريت اختبارات على نماذج مصغرة ^{[ 21 ]} في أحواض الأمواج في دلتاريس ومارين ، لاختبار ديناميكيات الحاجز وحمله في ظروف المحيط، وجمع البيانات اللازمة للنمذجة الحاسوبية. ^{[ 22 ]}

خضع جزء بطول 100 متر (330 قدمًا) لاختبار في بحر الشمال صيف عام 2016. ^{[ 21 ] [ 23 ]} وأظهر الاختبار أن حواجز احتواء النفط التقليدية لن تصمد مع مرور الوقت، فتم استبدال مادة العوامة بأنبوب من البولي إيثيلين عالي الكثافة ذي جدران صلبة . ^{[ 24 ]} 

في مايو 2017، تم إجراء تغييرات كبيرة على التصميم المفاهيمي: ^{[ 23 ]}

• تم تقليص الأبعاد من 100 كيلومتر (62 ميلاً) إلى 2 كيلومتر (1.2 ميل) ، بهدف استخدام أسطول من 60 نظامًا من هذا النوع. ^{[ 25 ] [ 26 ]}    
• استُبدلت مراسي قاع البحر بمراسي بحرية لتنجرف مع التيارات، مما يسمح للبلاستيك باللحاق بنظام التنظيف، ويسمح للنظام بالانجراف إلى المواقع ذات أعلى تركيز للحطام. وستحافظ الحبال المتصلة بالمرساة على شكل النظام على هيئة حرف U. ^{[ 27 ]}
• تم استبدال نظام آلي لجمع البلاستيك بنظام لتركيز البلاستيك قبل إزالته بواسطة أحواض الدعم. ^{[ 28 ]}

أدت الاختبارات التي أجريت في عام 2018 ^{[ 29 ]} إلى إزالة مراسي البحر، وتغيير اتجاه فتحة حرف U لتواجه اتجاه الحركة، وذلك عن طريق زيادة مقاومة الماء في المنتصف باستخدام شاشة أعمق تحت الماء. ^{[ 30 ] [ 31 ]}

في 9 سبتمبر 2018، تم إطلاق النظام 001 (المُلقب بـ "ويلسون" نسبةً إلى كرة الطائرة العائمة في فيلم "كاست أواي" عام 2000 ) ^{[ 32 ] [ 33 ]} من سان فرانسيسكو. قامت السفينة "ميرسك لانشر" بسحب النظام إلى موقع يبعد 240 ميلًا بحريًا عن الساحل، حيث خضع لسلسلة من التجارب البحرية. ^{[ 34 ]} يتكون النظام من حاجز بطول 600 متر (2000 قدم) مع حافة بعرض 3 أمتار (9.8 قدم) معلقة أسفله. صُنع الحاجز من مادة البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE )، ويتكون من 50 قسمًا بأبعاد 12 مترًا لكل قسم. ^{[ 35 ]} كان النظام غير مأهول، ويحتوي على أنظمة مراقبة وملاحة تعمل بالطاقة الشمسية، بما في ذلك نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وكاميرات وفوانيس ونظام التعرف الآلي (AIS) . ^{[ 36 ]} تم إنتاج الحاجز والشاشة من قبل مورد نمساوي . ^{[ 37 ]}    

في أكتوبر 2018، تم سحب النظام إلى بقعة القمامة الكبيرة في المحيط الهادئ لاستخدامه في مهام ميدانية. ^{[ 38 ]} واجه النظام 001 صعوبات في الاحتفاظ بالبلاستيك الذي تم جمعه. ^{[ 39 ]} جمع النظام الحطام، لكنه سرعان ما فقده لأن الحاجز لم يحافظ على سرعة ثابتة في الماء. ^{[ 40 ]} في ديسمبر، تسبب الإجهاد الميكانيكي في انفصال جزء بطول 18 مترًا، ونُقل الجهاز إلى هاواي للفحص والإصلاح. خلال شهرين من التشغيل، جمع طنين متري من البلاستيك. ^{[ 41 ] [ 42 ] [ 43 ]}

في يونيو 2019، وبعد أربعة أشهر من تحليل الأسباب الجذرية وإعادة التصميم، ^{[ 44 ] [ 45 ]} تم نشر النظام 001/B ، ^{[ 46 ] [ 47 ]} مزودًا بمظلة مائية لإبطاء النظام، وحبل فلين ممتد لتثبيت الشاشة في مكانها. ^{[ 48 ] [ 49 ]} وقد نجح هذا النظام في التقاط قطع بلاستيكية أصغر حجمًا، ^{[ 49 ]} وخفض حجم الحاجز بمقدار الثلثين، كما سهّل تعديله في عرض البحر. ^{[ 50 ] [ 51 ] [ 52 ]} ومع ذلك، لم يتمكن النظام 001/B من التقاط الحطام والاحتفاظ به بشكل كافٍ.

في أكتوبر 2019، كشفت منظمة "ذا أوشن كلين أب" عن حاجز لتنظيف الأنهار، أطلق عليه اسم " المعترض" ، بهدف اعتراض النفايات البلاستيكية ومنعها من الوصول إلى المحيط. ^{[ 53 ]} تم نشر نظامين في جاكرتا (إندونيسيا) وكلانج (ماليزيا). ^{[ 54 ]}

في يناير 2020، تسببت الفيضانات في تعطل جهاز Interceptor 001 في جاكرتا، فتم استبداله بنموذج أحدث مزود بشبكة أقوى، وتصميم أبسط، ووصلة ضعيفة قابلة للتعديل وأكثر دقة. ^{[ 55 ] [ 56 ]} وتم نشر جهاز Interceptor ثالث في سانتو دومينغو، بجمهورية الدومينيكان. ^{[ 57 ]} وفي ديسمبر، أعلنت منظمة The Ocean Cleanup أنها ستبدأ الإنتاج على نطاق واسع لسلسلة Interceptor. ^{[ 58 ]}

في يوليو 2022، تم نشر جهاز Interceptor Original بالقرب من مصب نهر بالونا في جنوب غرب مقاطعة لوس أنجلوس، كاليفورنيا . وكان هذا أول جهاز Interceptor Original يتم تركيبه في الولايات المتحدة، وثاني جهاز من نوعه يتم نشره على مستوى العالم. ^{[ 59 ]}

في مايو 2022، أجرت منظمة "أوشن كلين أب" تجربةً على جهاز اعتراض جديد يُدعى "تراش فينس" في نهر لاس فاكاس ، أحد روافد نهر موتاغوا ، في غواتيمالا. تم تثبيت الجهاز في قاع النهر، لكن المراسي جرفتها المياه. ^{[ 60 ]} في أبريل 2023، عاد الفريق بجهازين جديدين من أجهزة الاعتراض، في نقطة على النهر ذات تيار أبطأ، مثبتين على ضفة النهر. وقد تكللت هذه التجربة بالنجاح، وسرعان ما أصبح هذا الموقع الأكثر إنتاجية؛ ففي عامه الأول، أزال 10 ملايين كيلوغرام من النفايات من النهر. ^{[ 61 ]}

يتألف نظامها المحيطي من حاجز عائم على شكل قمع، يتم سحبه بواسطة سفينتين. يُنشر هذا النظام في الدوامات المحيطية لجمع المخلفات البحرية . ^{[ 62 ]} يهدف المشروع إلى إطلاق 10 أنظمة أو أكثر، يبلغ طول كل منها حوالي كيلومترين (1.2 ميل ) ، والتي يتوقعون أنها قادرة على إزالة 50% من المخلفات في بقعة القمامة الكبيرة في المحيط الهادئ. ^{[ 33 ] [ 63 ]}  

في يوليو/تموز 2021، نُشر تصميم جديد يُدعى النظام 002، والمعروف أيضًا باسم "جيني"، في بقعة القمامة الكبيرة في المحيط الهادئ لإجراء الاختبارات. ^{[ 64 ]} وقد جُرّ النظام 002 بنشاط بواسطة سفينتين، على عكس النظام 001 الذي كان ينجرف بشكل سلبي. في أكتوبر/تشرين الأول، أعلنت المنظمة أن النظام قد جمع 28,000 كيلوغرام (62,000 رطل) من النفايات. وفي الشهر نفسه، أعلن المشروع عن خطط للنظام 03، الذي سيمتد لمسافة تصل إلى 2.5 كيلومتر (1.6 ميل) . ^{[ 65 ]}   

بحلول شهر ديسمبر، أعلن المشروع أنه أزال أكثر من 150 طنًا من البلاستيك من بقعة القمامة الكبيرة في المحيط الهادئ ^{[ 67 ]} وأعلن أنه سينتقل إلى النظام 03 الجديد الأطول في العام التالي. ^{[ 68 ]}

في مايو 2023، نشر المشروع حاجز النظام 03، بطول 2250 مترًا. يتضمن النظام منطقة احتجاز تُحجز فيها المواد قبل إزالتها من الماء، حيث زادت فتحات الشباك من 10 إلى 15 ملم. يهدف ذلك إلى السماح للكائنات البحرية، كالأسماك والسلاحف، بالهروب، وللسماح للكائنات الأصغر حجمًا، كالقواقع الزرقاء والقواقع البنفسجية، بالمرور. ^{[ 69 ]}

يتمتع النظام 03 بسعة تزيد حوالي 5 أضعاف عن النظام 002، ولهذا السبب تم حذف الرقم 0 من نظام التسمية:

تشير نماذجنا إلى أنه قد يكون من الممكن تنظيف كامل منطقة التلوث البحري العالمي (GPGP) باستخدام 10 أنظمة فقط. لهذا السبب حذفنا أحد الأصفار من الرقم '002' عند تسمية الرقم '03' - لم نعد بحاجة إلى عدد كبير من الأنظمة لتنظيف جميع بقع القمامة الخمس في المحيطات حول العالم. ^{[ 70 ]}

في يونيو 2024، ادعى المشروع أنه أزال 15 مليون كيلوغرام (33 مليون رطل) من النفايات البحرية من بقعة القمامة الكبيرة في المحيط الهادئ ومن الأنهار الملوثة الرئيسية حول العالم منذ عام 2019. ^{[ 71 ]}

في عام 2017، بدأت المجموعة بتصميم نظام "إنترسيبتور" الخاص بها لجمع النفايات من الأنهار قبل وصولها إلى المحيط. وبدأ مشروع تجريبي في لوس أنجلوس عام 2022. ^{[ 6 ]}

يهدف البرنامج إلى تنظيف أكثر 30 مدينة تلوثاً في العالم. وبحلول عام 2026، كان هناك 21 نظاماً لاعتراض الملوثات تعمل في الولايات المتحدة وماليزيا وإندونيسيا وفيتنام وغواتيمالا وجامايكا وجمهورية الدومينيكان. ^{[ 6 ]}

في عام 2021، جرى تطوير أنظمة الاعتراض لتتمكن من معالجة نطاق أوسع من الأنهار. ^{[ 72 ] [ 73 ]} نُشر حاجز الاعتراض في عام 2023 على نهر ريو فاكا في غواتيمالا، وهو أول نهر ذي تدفق عالٍ يُستخدم فيه. بعد هطول أمطار غزيرة في أبريل 2024، نجح حاجز الاعتراض في جمع 1,400,000 كيلوغرام من النفايات في غضون ساعات. ^{[ 74 ]}

بلغت تكلفة تصميم نظام تصريف مياه خور بالونا في لوس أنجلوس حوالي 1.3 مليون دولار أمريكي، بالإضافة إلى 1.5 مليون دولار أمريكي للصنادل وتركيب النظام. وتقترب التكاليف السنوية من 650 ألف دولار أمريكي، وتغطيها مقاطعة أورانج. يُصرف خور بالونا مياه ما يقارب 130 ميلاً مربعاً (340 كيلومتراً ^مربعاً ) من الأراضي الحضرية. وقد جمع هذا النظام 143,710 رطلاً من النفايات في عام 2025، مما قلل الحاجة إلى حملات تنظيف الشواطئ وغيرها من الإجراءات الوقائية. ^{[ 6 ]}   

يستخدم التصميم 03 هيكلاً عائماً يُجرّ. يعمل هذا الهيكل كحاجز احتواء . تقوم شاشة نفاذة أسفل العوامة باحتجاز الحطام الموجود تحت سطح الماء وتوجيهه إلى منطقة الاحتجاز التي تعمل بدورها كمصيدة للحطام. ^{[ 64 ]} تُراقَب منطقة الاحتجاز بواسطة كاميرات تحت الماء. في حال رُصد حيوان في منطقة الاحتجاز، يتم تفعيل فتحة أمان الحيوانات البحرية (MASH)، مما يسد أي مدخل آخر إلى منطقة الاحتجاز، بينما تُفتح فتحة خروج لتوفير طريق واضح للحيوان للخروج.

تقوم قوارب مأهولة بسحب  الحاجز العائم على شكل حرف U، والذي يبلغ طوله حوالي 2.2 كيلومتر، عبر الماء بسرعة 1.5 عقدة. ويتم توجيه السفينة إلى المناطق ذات الكثافة العالية للنفايات. ^{[ 64 ]} وبحلول أغسطس 2025، أزال النظام العائم ما يقرب من 500,000  كيلوغرام من البلاستيك من بقعة القمامة الكبيرة في المحيط الهادئ. ^{[ 75 ]}

يتكون نظام الحاجز الاعتراضي من بارجتين. يقوم ذراع عائم على شكل حرف V بتوجيه الحطام الطافي إلى إحدى البارجتين. ثم تقوم ناقلة آلية بنقله إلى ست حاويات قمامة على البارجة الأخرى، بسعة إجمالية تعادل سعة شاحنة قلابة واحدة تقريبًا، وتعمل جميعها بالطاقة الشمسية من خلال ألواح مثبتة في الأعلى. بعد ذلك، يتم توجيه المواد إلى مرافق معالجة النفايات. ^{[ 6 ]}

يشبه مشروع "المعترض" مشروعًا محليًا أصغر حجمًا يسمى "عجلة القمامة" تم تطويره في عام 2008 لميناء بالتيمور في ولاية ماريلاند .

في أغسطس/آب 2015، نظّمت منظمة "ذا أوشن كلين أب" رحلة استكشافية ضخمة ، حيث عبر أسطولٌ مؤلفٌ من حوالي 30 سفينة، بقيادة السفينة "أوشن ستار" ، بقعة القمامة الكبيرة في المحيط الهادئ، ورسمت خريطةً لمنطقةٍ تبلغ مساحتها 3.5 مليون كيلومتر مربع. وجمعت الرحلة بياناتٍ حول حجم وتركيز وكتلة البلاستيك الإجمالية في البقعة. ووفقًا للمنظمة، فقد جمعت هذه الرحلة بياناتٍ عن التلوث البلاستيكي في المحيطات أكثر مما جُمع خلال الأربعين عامًا الماضية مجتمعةً. ^{[ 76 ] [ 77 ]}

في سبتمبر وأكتوبر 2016، أطلقت منظمة "ذا أوشن كلين أب" رحلة استكشافية جوية ، حيث قامت طائرة من طراز سي-130 هيركوليز بإجراء أول سلسلة من المسوحات الجوية لرسم خريطة لبقعة القمامة الكبيرة في المحيط الهادئ. وكان الهدف تحديدًا هو تحديد كمية الحطام الكبير، بما في ذلك شباك الصيد المهملة ، في البقعة. ^{[ 78 ]} وذكر سلات أن الطاقم شاهد كمية من الحطام تفوق المتوقع. ^{[ 79 ]}

أصدر المشروع تطبيقًا يسمى تطبيق مسح تنظيف المحيط ، والذي يمكّن الآخرين من مسح المحيط بحثًا عن البلاستيك، والإبلاغ عن ملاحظاتهم. ^{[ 80 ]}

في فبراير 2015، نشر فريق البحث دراسة في مجلة علوم الأرض الحيوية حول التوزيع الرأسي للبلاستيك، استنادًا إلى عينات جُمعت من دوامة شمال المحيط الأطلسي . ووجدوا أن تركيز البلاستيك يتناقص أُسّيًا مع العمق، حيث يكون أعلى تركيز له على السطح، ويقترب من الصفر على عمق بضعة أمتار فقط. ^{[ 31 ] [ 81 ]} ونُشرت ورقة بحثية لاحقة في مجلة التقارير العلمية في أكتوبر 2016. ^{[ 82 ]}

في يونيو/حزيران 2017، نشر باحثون ورقة بحثية في مجلة "نيتشر كوميونيكيشنز" (Nature Communications) تتضمن نموذجًا لتدفق البلاستيك من الأنهار إلى المحيطات. ويُقدّر نموذجهم أن ما بين 1.15 و2.41 مليون طن متري من البلاستيك تدخل محيطات العالم سنويًا، حيث يأتي 86% من هذه الكمية من أنهار آسيا. ^{[ 83 ] [ 84 ]} وفي ديسمبر/كانون الأول 2017، نشروا ورقة بحثية أخرى في مجلة " العلوم والتكنولوجيا البيئية" (Environmental Science & Technology) حول الملوثات الموجودة في البلاستيك المحيطي الذي جمعوه من عينات. ^{[ 85 ]}

في مارس 2018، نشروا ورقة بحثية في مجلة "ساينتيفيك ريبورتس" تلخص النتائج المشتركة للرحلتين الاستكشافيتين. وقدّروا أن البقعة تحتوي على 1.8 تريليون قطعة بلاستيكية عائمة، بكتلة إجمالية تبلغ 79 ألف طن متري. وتشكل الجزيئات البلاستيكية الدقيقة (أقل من 0.5  سم) 94% من القطع، أي ما يعادل 8% من الكتلة. وتشير الدراسة إلى أن كمية البلاستيك في البقعة قد ازدادت بشكل كبير منذ عام 1970. ^{[ 86 ]}

في سبتمبر/أيلول 2019، نشر الباحثون ورقة بحثية في مجلة "ساينتيفيك ريبورتس" تناولت أسباب ارتفاع الانبعاثات في المحيطات مقارنةً بالتقديرات الخاصة بالحطام المتراكم على سطحها. ويجادلون بأن ديناميكيات دوران الحطام تُفسر هذا النقص في كمية البلاستيك، ويشيرون إلى وجود فترة زمنية طويلة بين الانبعاثات الأولية وتراكمها في عرض البحر. كما أوضحت الدراسة أن الجزيئات البلاستيكية الدقيقة الحالية هي في الغالب نتاج تحلل البلاستيك المُنتج في تسعينيات القرن الماضي أو قبلها. ^{[ 87 ]} وأظهرت دراسة لاحقة في مايو/أيار 2020 أن جزءًا من البلاستيك الموجود على سطح بقعة القمامة الكبيرة في المحيط الهادئ يتحلل إلى جزيئات بلاستيكية دقيقة ويغرق إلى أعماق البحار. ولا يزال معظم الحطام موجودًا على السطح، حيث يتركز 90% منه في أول 5 أمتار. ^{[ 88 ]}

في أكتوبر 2019، قدر باحثون آخرون أن معظم التلوث البلاستيكي في المحيطات يأتي من سفن الشحن، ومعظمها من سفن الشحن الصينية وحدها. ^{[ 89 ]}