加州大学圣地亚哥分校的研究船萨利·莱德在圣卡塔琳娜岛海岸附近。2021年3月。图源:加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所。

海底调查在洛杉矶海岸的DDT倾倒点发现了数千桶

斯克里普斯海洋学的科学家们利用先进的海洋机器人和声纳绘制了36000英亩的地图

由加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所领导的一支探险队绘制了圣卡塔琳娜岛和洛杉矶海岸之间超过3.6万英亩的海底地图，该地区以前被发现在沉积物和生态系统中含有高浓度的有毒化学物质滴滴涕。科考船检验(R/V)莎莉骑确定了27,000多个高度可信的目标，并将其归类为桶，海底总共有超过100,000个碎片物体。

不幸的是，从20世纪30年代开始，洛杉矶近海的盆地几十年来一直是工业废料的倾倒场。科考队首席科学家、斯克里普斯海洋研究所海洋物理实验室主任埃里克·特里尔说:“我们在大范围的调查中发现了一个广泛的碎片区。”“现在我们已经以非常高的分辨率绘制了这一地区的地图，我们希望这些数据将为制定应对倾倒潜在影响的战略提供信息。”

这次考察于3月10日至24日进行，是与NOAA海洋和航空业务办公室以及国家海洋学伙伴计划合作开展的。该项目是与NOAA无人系统操作中心持续合作的一部分，测试了自主水下航行器(AUV)技术来绘制海底地图。随着海洋机器人技术的不断发展，NOAA正在与斯克里普斯合作将海洋机器人技术从研究转向实际应用。

在加州圣卡塔琳娜岛海岸发现了一桶滴滴涕。

2011年和2013年，加州大学圣巴巴拉分校教授大卫·瓦伦丁在同一地区的沉积物中发现了DDT的集中积聚，并在海底发现了60桶DDT。科学家还在海洋哺乳动物包括海豚而且海狮与接触多氯联苯和滴滴涕有关海狮癌症的发展．关于此问题的报道洛杉矶时报他指出，一家支持生产滴滴涕的加州蒙特罗斯化学公司(Montrose Chemical Corp.)的处理公司的运输日志显示，从1947年到1961年，每个月都有2000桶含有滴滴涕的污泥可能被倾倒到指定的垃圾场。除了蒙特罗斯，来自其他实体的日志显示，在1972年颁布《海洋保护、研究和保护区法》(海洋倾倒法)之前，南加州的许多其他工业公司都将该盆地用作垃圾场。

在被调查的3.6万英亩土地上，几乎所有区域都发现了桶和感兴趣的目标，范围超出了垃圾场的限制，这里距离洛杉矶海岸大约12英里，距离卡特琳娜岛8英里。27000个被确定为桶的目标，其声音信号的亮度更强，图像的形状也有明显的几何形状。确定的其他物体也显示了这些信号，但不那么明亮或明显，这可能是由于它们在沉积物中沉积的深度，或物质的变质。还有一些模式可以说明这些桶是如何被倾倒的。

“在调查区域有几个不同的轨迹线模式，这表明倾倒是在一个正在运行的平台上反复进行的，比如一艘移动的船或驳船。其中一些线路长达11英里，接近州水域。”“虽然我们的测绘声纳无法测量桶内的内容物，但目标位置与之前确定的弃尸地点一致，并且比我们预期的要远得多。”

这次探险包括一个由31名科学家、工程师和船员组成的团队，他们进行24小时、24小时的行动，部署了两辆用于探险的auvR / V莎莉骑．这艘研究船是美国学术研究舰队中技术最先进的船只之一，归海军研究办公室所有，由斯克里普斯代表美国研究界运营。搜索工作涉及深度达900米(3000英尺)，在卡塔琳娜和洛杉矶之间被认为是半深海，陡峭的海底。REMUS 6000水下自动潜水器可下潜至6000米(19,600英尺)，Bluefin水下自动潜水器可下潜至1500米(4,900英尺)，这两种水下自动潜水器被部署在一起，以高分辨率绘制海底地图。

斯克里普斯的研究人员乘坐研究船Sally Ride，使用REMUS 6000和蓝鳍自动水下航行器(auv)在圣卡塔琳娜岛附近的海底调查废弃的桶。2021年3月。图源:加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所。

机器人在距离海底20米(65英尺)的恒定高度飞行，根据地形变化进行调整，使用高频侧面扫描声纳在车辆两侧150米(490英尺)处发送信号。这些信号从海底反射的连续回声定位产生了海底和停留在那里的物体的图像。声纳以每小时0.75平方公里的速度扫描海床，大约相当于140个足球场的大小，声纳数据可用于探测物体，描绘海底栖息地的特征或绘制危险地图。这次探险的声纳设置被调整为探测咖啡杯那么小的物体。

能够在深水长时间作业并以非常高的分辨率进行大面积调查的能力是实现这种规模的广域调查的关键。水下声学还用于将GPS信号从研究船广播到auv，以便在每次部署时都能高精度地跟踪它们。

在甲板上，科学小组将为仪器充电，并卸载声纳图像以分析数据。在这次探险中，他们捕获了超过100g的声纳数据。

自从这次探险以来，研究人员一直在分析这个复杂地点的声学成像数据。通常情况下，手动计数目标是采用侧扫描声纳处理的方法，但考虑到调查区域的大小和范围，这种方法是不可行的。泰瑞尔说，他们使用了自动化流程，这可能是第一次在这种规模上使用自动化方法。Valentine在2011年和2013年确认的60个桶被作为检测算法的参考点，该算法是为寻找桶而开发的。

斯克里普斯的研究员索菲亚·梅里菲尔德(Sophia Merrifield)说:“瓦伦丁探险的数据被用来验证我们的算法。”她在R/V之后一直领导数据分析工作莎莉骑回到岸上。“探测到的每个目标的位置、大小和声音亮度都被跟踪，并用于描述碎片场的模式和密度。”

“萨利·莱德”号考察船负责监督水下调查，不断向自主水下航行器广播水下GPS信号，使这些航行器及其声纳测绘数据在海床上高度准确。工作人员通过卫星数据链与海岸保持联系，并能够与留在岸上的科学家分享数据。插图来源:加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所。

泰瑞尔的团队现在正在努力完成声纳数据的发布，他们希望这将成为行动计划和更多研究工作的催化剂，以了解环境影响。

斯克里普斯化学海洋学家、地球科学教授Lihini Aluwihare在2015年与人合著了一项研究，他说，关于DDT如何影响我们的环境和海洋食物网，还有很多需要了解的地方宽吻海豚的脂肪中含有大量的DDT和其他人造化学物质自然死亡的。

“一段时间以来，人们已经知道在南加州水域觅食的顶级捕食者体内DDT的独特高负担。倾倒场的范围有助于解释之前的一些观察，”Aluwihare说，他不是调查探险队的一部分。“这些结果还提出了关于持续接触和对海洋哺乳动物健康的潜在影响的问题，特别是鉴于滴滴涕已被证明具有这种影响对人类的多代影响．随着时间的推移，沉积物中大量的DDT是如何被海底群落转化的，以及DDT及其降解产物进入水柱食物网的途径是有待探索的问题。”