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海洋中丢弃的塑料制品有多少?在海洋中任何地方都能发现

日期:2022/04/20 09:50作者:人气:

导读: “塑料世”崛起 距今100万年之后,当地质学家们探测地球土层时,发现了来自逝去文明的奇怪痕迹。“快看这个!”其中一人惊叹道,他破开一块...

“塑料世”崛起

距今100万年之后,当地质学家们探测地球土层时,发现了来自逝去文明的奇怪痕迹。“快看这个!”其中一人惊叹道,他破开一块石头,发现一个薄薄的有着微小刻痕的黑色圆盘。“这是来自‘塑料世’的一块化石。”

  塑料海洋

我们对塑料制品疯狂消费,而对塑料垃圾置之不管,意味着这种数量庞大的人造物质早已在地球上留下了肮脏的痕迹。如今,每年近3亿吨的塑料产量中,有大概三分之一会在使用后被立刻扔掉。大部分的废弃塑料会在垃圾填埋场被焚烧,且很可能会有残留;而剩余部分多数最终会流进大海。英国莱斯特大学的科学家简·扎拉斯维奇这样说:“迄今为止生产的所有塑料,已足够把整个地球都包裹起来。”这听起来让人窒息。

流入海洋中的塑料有些会被冲上海岸,有些会被野生动物吃掉,但绝大多数还是会继续留在海洋中,并在那里碎成小片。我们不知道海洋中到底有多少塑料垃圾;不知道这些塑料对海洋生命的健康有什么潜在影响;也不清楚这些塑料以及它们对海洋的影响需要多久才会彻底消失。

1997年,美国海洋学家查尔斯·摩尔从美国夏威夷横穿太平洋到加利福尼亚州去时,发现一片巨大的漂浮着垃圾的海洋区域——这块海域现在被称为“超级太平洋垃圾带”。不久后其他海域也发现了同样的垃圾集中带,由此,海洋垃圾问题进入了公众的视野。

这些海洋垃圾带是由海洋表面的洋流和涡流制造的:就像搅拌咖啡时,泡沫会聚集在中央一样,任何被这些水流抓住的东西都会被拽到漩涡中央。它们在赤道两侧的海岸间循环游荡。在北半球是顺时针,在南半球则是逆时针。在印度洋、北太平洋、南太平洋、北大西洋和南大西洋中有5个规模最大的海洋垃圾集中带。今年,摩尔称在太平洋环流中发现了一块区域,那里聚集了大量的垃圾,多到“人可以在上面行走”。

现在海洋垃圾问题有多严重呢?“放眼全球,海洋里的垃圾中70%都是塑料制品”,来自英国普利茅斯大学的海洋生物学家理查德·汤普森说。五环流研究所的马库斯·埃里克森领导了一个国际团队,他们通过海洋研究船后的拦网截下海面垃圾并进行清点。这些垃圾大多数是水桶、瓶子、塑料袋,一次性包装和聚苯乙烯泡沫塑料之类的塑料废品。研究团队在6年时间里收集了24次数据,其中发现塑料垃圾密度最高的区域,大约每平方千米海面就有10千克塑料——相当于约800个塑料饮料瓶。由此他们估计目前共有5.25万亿片、总重超过26万吨的塑料垃圾正漂浮在海面上。

这种情况将发展到什么程度呢?根据塑料工业协会的数据,塑料产量从1950年代的平均150万吨升高到了2013年的2.99亿吨。而循环利用的部分比例又很低,大多数这些材料在使用后就被直接抛弃了。例如在2012年,美国产生的3200万吨塑料废料中只有9%被回收利用。

而让人惊讶的是,埃里克森团队收集的数据显示,洋流中的塑料垃圾总量并没有随着流入海洋的塑料总量的增加而明显增加。来自美国马萨诸塞州伍兹霍尔海洋教育协会的海洋学家卡拉·拉文德劳也得出了相同的结论,他梳理出近几十年来在北亚特兰蒂斯海和加勒比海的航行数据发现,尽管被直接抛弃的塑料数量大大增加,但全球海洋垃圾总数相当恒定。那么,那些塑料都到哪里去了呢?

塑料比我们想象的要分解得快,答案可能是:阳光和海浪将塑料垃圾打磨成细小的碎片。消失的塑料也许已经变成细小微粒悬浮在水中,大型拖网是无法抓住这些碎粒的。根据流入海洋的塑料总量估算,海洋中的细小塑料碎片或许有上百万吨。

2014年7月,西班牙加的斯大学的安德烈斯科萨尔和一组国际海洋科学家一起,计算出了在海洋中漂浮着的塑料总数在0.7万~3.5万吨之间。埃里克森的团队也估算出,小于5毫米宽的塑料碎片应该有3.55万吨。但这两个数值似乎都偏低,百万吨的这些碎片在水中应该会被发现才对。

  “漏网之鱼”

目前,科学家已经意识到,可能由于拖网的网格较大,较小颗粒会直接穿网而过。因此,数据收集过程中会漏掉很大一部分细小的塑料残片。

埃里克森还表示,除了细小塑料颗粒被漏掉,还有一些塑料制品可能被冰封在冰层里而未能统计。2017年7月,他的团队发现了在北冰洋海冰中,每一平方米就包含234个塑料颗粒。这比严重污染的海流还要高出几个数量级。他认为,当海水变成冰时,会携带并集中小的碎塑料片,因此海冰相比海水会累积更多的碎塑料片。北冰洋海冰面积缩至最低点时,仅有500万~600万平方千米,由此可以推断其中塑料的储备量是相当大的。如果冰层融化了,这些物质会被重新释放入海。一些塑料碎片比水重,会下沉,而其他的则会变成浮游植物的殖民地或与其他塑料碎片聚集在一起,像飘落的雪花般坠向海床,海流则有助于推动这项进程。

最近,埃里克森的队伍又发现了其他塑料正在累积的区域:大量密度比海水高的塑料碎片像雪花般下坠并最终沉积在海床。在大西洋、地中海以及印度洋的7次深海考察中采集的12块沉积物岩心以及4块珊瑚标本显示:这里的沉积物中塑料碎片的密度比浅海多出了4倍以上——每平方米包含约80万个的塑料碎片。

不过,人们并不知道海洋中微小碎片的具体密度,因为还没有更好的方法去计算任何小于3毫米的东西。美国伍兹霍尔海洋研究所的海洋地球化学家特雷西·明瑟发现了一个解决办法:用一种特殊的激光扫描显微镜扫描海水,可以分辨出 2~20毫米大小的塑料碎片。如果这项技术成熟,科学家就可以测量并估算出海洋中悬浮塑料碎片的数量,而这些“漏网之鱼”对海洋生态的影响也许是最大的。我们知道,海洋生物像海鸟、海龟、鲸鱼等都会误食塑料垃圾,更可能因此窒息或胃部堵塞挨饿而死。而对于更小的海洋生物来说,影响则会更加复杂。

  “塑料行星”

不过,对于某些微生物来讲,塑料相当于酒店的自助餐桌。海洋中任何一个可附着的表面都能变成微生物的温床,就如像石油钻塔或者沉船这类东西会变成生命的绿洲一样,其他一些物种同样也可以从漂浮的碎片中获益。

“超级太平洋垃圾带” 漂浮的塑料上,生活着大量海龟(一种水龟)和非常繁盛的各类细菌,由此形成了一个新的生态系统。美国海洋教育协会的艾瑞·克塞特勒将这一套全新的生态系统起名为“塑料行星”。 克塞特勒整理了一份“塑料行星殖民者名单”,他对其中一种名叫弧菌的细菌十分关注。这种细菌非常擅长殖民于物体表面且同时具有致病性。

致病性弧菌寄生在鱼类肠道中,靠消耗营养、盐分,破坏血细胞来收集铁元素为生。一旦经鱼排泄,它们能将自己附在塑料上,并重新繁殖,等待着感染另一条误把浮游物当家的鱼。

目前,已经出现了人们在海上钓鱼时被钩破手后感染弧菌并难以治疗的例子。此外,病毒也在“塑料行星殖民者”名单中占有众多席位。“我们可以从太平洋收集来的数据中看到众多病毒的特征存在”,克塞特勒说,“水中生活的病毒密度远高于细胞生物,我觉得有必要告诉队友,接触海中塑料时要提高警惕,工作完成后要洗干净手。”

不仅如此,塑料垃圾生态中的细菌和病毒还会通过进入鸟类、鱼类及海龟等大型动物进入食物链并可能传播到其他区域,破坏那里现有的生态。就拿弧菌来说,它具有生物发光性,可以在水中制造出一种特殊的蓝绿色光。在夜晚,海面上的塑料在黑暗中发着光。事实是,这些有害细菌通过发光使它们附着的塑料碎片看上去像是食物,以此吸引动物进食以帮助自身的传播,这样的方式着实恶劣。

而塑料微粒本身也是一个重要的毒害源:这些碎片能减少动物对食物的吸收效率,且它们可能会释放如邻苯二甲酸盐和双酚A一类的添加剂(它们能影响动物荷尔蒙),导致动物体质下降。同时,塑料还表现得像化学海绵般吸收有机污染物(例如多氯联苯)以及农药(例如DDT),然后释放给误食它们的动物。

比利时根特大学的环境毒理学家莉斯·贝思认为,人类也会受到这些影响。人们食用的贝类就携带着大量的塑料微粒。她的实验数据显示商业种植的贻贝体内约每3克组织中就含1颗微粒,牡蛎含的要更多一些。虽然你得吃下很多此类海产品才会中毒,但长期的影响很难估算。

  永恒印迹

那么,长远来讲,我们丢弃的塑料最终会怎样呢?来自遥远的夏威夷小岛卡米洛海岸的一块石头也许带来了答案。在这里,徒步旅行者们用营火燃烧塑料,融化的塑料与沙子结合,成为“塑料砾岩”。这种沙子和人工材料的复合体,全部粘在一起,是一种被融化后又冷却变硬的塑料。然而,这些塑料岩石发现的数量相对较少,但可以想象,类似的“塑料世”沉积物可能埋藏在岩浆流过的海滩上。他们从新型岩石上收集了上百个碎片认为,塑料可能最会变成深嵌在地质中的痕迹。

埃里克森也同意这种说法。一颗浮游生物化石留下了一个非常小但有清晰细节的有机聚合物的壳。他说:“我们知道它们进入岩层后会发生怎样的变化。它们脱掉氢、氮和氧,留下碳膜,或者被铁硫化物或者碳酸盐包裹,因此在地层中留下化石印痕。同样地,随着气温升高,当聚合物被破坏,融化的塑料碎片会开始变黑,最终释放出很少量的油和气,留下易碎的碳残渣。在那基础上,毫无疑问的是,塑料饮水瓶或者CD肯定会变成化石保留下来,虽然并不完全是它们原本的样子,但也足以被辨识出来。”

“我真正希望看到的是乙烯化合物可以保存很长时间,以至于保留下凹槽的细节”, 埃里克森说,“为什么不呢?蠕虫化石在500万年之久的布尔吉斯页岩中保留了下来,且依然有着很好看的纹理以至于能通过折射而产生色彩。这些凹槽的间隔都小于1毫米,考虑到黑胶唱片上的凹槽大概有其20倍宽,它就有可能在被给与正确的条件时,幸存下来。那也将意味着声音能够被石化,是封锁在地理唱片中的永恒音乐。这样看来,塑料可以留下不止一种类型的石头来让未来的地理学家发现。

全球垃圾场

很多海洋塑料垃圾集中在人口密集的海岸线,大西洋、太平洋和印度洋的洋流中也漂浮了不少,然而更多的塑料垃圾则下落不明。

北极:海冰会将垃圾碎片集中到冰层里。

海床:深海塑料沉积物的密度也许比浅海沉积物的密度高10倍以上。

亚速尔群岛:海洋清理项目正在测试从大海移出塑料垃圾的技术。

罗马尼亚:多瑙河平均每年将1500吨塑料垃圾带入黑海。

夏威夷:在海滩上发现了塑料砾岩。

渔业:塑料碎片导致污染物积聚,并通过鱼类进入食物链。

无处不在的微粒

通过河流进入海洋的塑料数量巨大。这些废料主要的组成部分是洗衣服时掉下的合成纤维。还有一些微粒,是用在很多化妆品中的微小的塑料球体。污水处理厂无法过滤掉它们,所以它们都流到了河里,最终汇入海洋。

2018年,在研究显示出这些微小的塑料碎片是美国五大湖常见的漂浮物后,伊利诺斯州通过了全世界第一个关于塑料微粒的禁令。美国参议员克里斯汀·吉利布兰德正在推动在所有美国化妆品中禁止使用塑料微粒的立法。一些制造商们已经付诸行动,承诺将减少他们产品中的这种微粒。

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