海洋微塑料无处不在

2021-05-06 - 微塑料

塑料等高分子材料从20世纪50年代开始大规模生产和使用,全球产量从1950年的200万吨增长到2015年的3.8亿吨。20世纪60年代,人们开始重视塑料污染的问题,1965年有航海日志记载发现有塑料垃圾漂浮在海面上;到20世纪70-80年代,人们对塑料污染的担忧加剧,并注意到塑料生产过程添加剂(如双酚A、邻苯二甲酸酯等)对人体存在致癌和生殖毒性的风险,在塑料行业和公众的推动下,部分城市开始回收塑料废物,提倡禁用一次性塑料袋;20世纪90年代,塑料微珠开始在日用化学品中广泛使用。

海洋微塑料

由于全球塑料产业的快速发展,1950-2015年期间共生产了83亿吨塑料,并随之产生了63亿吨的塑料垃圾,其中仅9%被回收,12%被焚烧,由于垃圾管理水平滞后,任意丢弃塑料垃圾的行为随处可见,有79%的塑料垃圾堆积到垃圾填埋场或散落到自然环境中,污染着土地、河流、海滩和海洋。

海洋微塑料

1997年,查尔斯·摩尔船长驾驶海洋调查船发现了太平洋垃圾带,由沿海国家和船舶排放到海洋中的塑料垃圾,在洋流的作用下聚集到北太平洋环流中心,据粗略估计,这片“垃圾带”面积约140万平方千米,由400万吨塑料垃圾组成,被形象地描述为世界上的“第八大陆”。

根据2015年《科学》杂志发表的一项研究,全球192个沿海国家和地区仅2010年向海洋输入的塑料垃圾就达到约480万-1270万吨。海洋塑料垃圾严重威胁到海洋生物的生存,废弃的渔网成为海洋哺乳动物的陷阱,每年都会导致数千只海豚、海豹等动物被缠绕和死亡,被渔民称为“幽灵网”;塑料袋等塑料制品很容易被鲸、海豚、海龟、海鸟和鱼类等动物误食,并导致其死亡;海洋塑料垃圾每年给海洋生态系统造成的经济损失高达130亿美元。

很早之前就有人注意到在海滩上存在的小塑料珠,并称之为“美人鱼的眼泪”。2004年,英国普利茅斯大学的一项研究提出“微塑料”(Microplastics)的概念,用来描述小尺寸的塑料,并逐渐为人所熟知。

目前各界广泛使用的“微塑料”是2008年美国华盛顿大学“第一届国际海洋微塑料分布、影响及归趋研讨会”首次定义的“直径小于5mm的塑料颗粒”,但学术界对微塑料的大小范围及定义仍有一定争议。对于直径小于1μm的微塑料颗粒,一些研究者将其称为“纳米塑料”,与微塑料加以区分。

环境中的微塑料可分为原生微塑料和次生微塑料。原生微塑料是以微小粒径形态直接释放到环境中的塑料颗粒;次生微塑料是进入环境中的大尺寸塑料垃圾在紫外线、波浪、风力等作用下,逐步老化破碎分解形成的塑料颗粒。

原生微塑料进入海洋的排放量为80万-250万吨/年,占海洋微塑料总量的15%-31%。据统计,合成纺织衣物洗涤过程中脱落的纤维约占原生微塑料总量的35%;合成橡胶轮胎磨损产生的橡胶颗粒和含塑料粉尘约占总量的28%和24%;道路标记材料、船舶涂料、树脂颗粒泄漏也是原生微塑料的重要来源;为公众所熟知的化妆品和个人护理用品中人为添加的塑料微珠,仅占原生微塑料总量的2.

0%。原生微塑料绝大部分源于陆地,只有2%来自海上活动,原生微塑料通过公路径流、废水处理系统、风力等途径进入环境。

次生微塑料的来源包括陆源和海源的塑料垃圾。陆地来源主要包括垃圾填埋场、非法倾倒、交通运输、滨海旅游区和农用薄膜等,塑料垃圾通过降水、河流、风力和人为等途径进入海洋,据估计,陆地来源的塑料垃圾占海洋垃圾总量的80%;海洋来源主要包括渔业的破损渔网、绳索、鱼线等废弃渔具,水产养殖的发泡塑料、网具、绳索、浮标等,各类船舶和海上作业平台的生活垃圾、绳索和维修废弃物等。

微塑料已经广泛分布在世界各地的海洋中,从近岸海域到大洋,从表层海水到深层海水及海底沉积物,从赤道到两极,均有微塑料的分布。微塑料之所以能蔓延到距离人类活动频繁区域如此遥远的地方,是因为在潮汐、波浪、海流等外力作用下,微塑料可以在海滩、近海以及大洋中迁移,因而在海岸带、各层海水、海底沉积物、海冰和海洋生物体等介质中均有分布。

据估计,在全球海洋中总共漂浮着至少35540吨的微塑料颗粒。由于海洋微塑料污染规模巨大,以及无所不在的特点,一些研究把如今的海洋称为“塑料汤”,海洋微塑料也被称为“海洋中的PM2.5”。

近海由于受到陆源和人为因素的影响,是海洋微塑料的又一个聚集区。近海海洋环境中的微塑料主要分布在表层海水、岸滩以及沉积物中,通过分析近海、海湾、海峡、海岛周边等不同区域海面漂浮微塑料的颗粒粒径及分布特征,可以发现近岸海域海面漂浮的微塑料污染已相当普遍,而河口海湾是微塑料污染的重灾区。

对于离我们遥远且难到达的深海区域,微塑料的分布又是如何呢?虽然海洋塑料垃圾的输入逐年增加,而表层水体中微塑料含量相对稳定,其主要原因可能是部分表层水体中的微塑料在富集微生物或其他化合物后比重增加,最后沉降于海底。2019年一项研究显示,塑料已经布满世界海沟最深处——马里亚纳海沟。研究人员在马里亚纳海沟中的生物体内,发现了塑料纤维和颗粒。

科学家在北冰洋中央区冰芯中检出相对较高丰度的微塑料,海冰融化可能导致大量微塑料释放,加剧北极地区的生态脆弱性。海洋微塑料已遍布全球,北极地区也难以幸免,且有不断升高的趋势,格陵兰岛、巴伦支海等区域已成潜在的塑料垃圾聚集区。南极洲附近海域同样检测出了丰度可观的海洋微塑料。研究结果显示,在距离南极较近的海域发现大量微塑料,平均每平方公里约有14万-29万个,与北半球海洋平均数量相当。

微塑料已进入海洋食物链,可在海洋生物体内富集并随食物链传递,威胁到海洋生态系统的健康与稳定,并可能对人体健康产生一定影响。由于微塑料粒径较小,可通过生物的摄食行为进入生物体内,研究表明,浮游动物、底栖动物、鱼类、鸟类和海洋哺乳动物均存在直接或间接摄食微塑料的现象。

摄入体内的微塑料对部分海洋生物造成毒性效应,影响生物的生长、繁殖以及存活等。微塑料容易吸附有机污染物和重金属等,随之带来的复合污染可能对海洋生物造成更为复杂的影响。此外,微塑料还容易附着微生物,在洋流的作用下,微生物可随着微塑料进行长距离的迁移,造成外来物种入侵以及病原体的传播。

微塑料也已经出现在我们的日常生活中,近年来,海产品、食用盐、啤酒、蜂蜜等产品中均检出了微塑料,而多个国家和地区的自来水和瓶装水也有微塑料的检出。有研究指出人体平均每周摄入5克微塑料,相当于一张信用卡。

国际组织和各国在塑料垃圾减量化、塑料回收再利用、引导绿色消费、清理海洋行动等多方面采取了相关措施,对全球海洋垃圾治理发挥了积极作用。2012年联合国可持续发展大会要求成员国在2025年实现“大幅度减少海洋垃圾”的目标。2019年在G20大阪峰会上,各国就“蓝色海洋愿景”达成共识,提出“2050年实现塑料垃圾向海洋零排放”的目标。

2011年起,联合国环境规划署等机构对海洋微塑料给予特别关注,2015年4月,联合国海洋环境保护科学问题联合专家组(GESAMP)发布报告,把微塑料对海洋生物的危害程度等同于大型海洋垃圾对海洋生物的危害程度。微塑料的治理主要通过海洋垃圾的源头控制和清理整治等途径,此外禁止在日化用品中添加塑料微珠也是现阶段的重要手段。

尽管海洋微塑料污染引起了广泛关注,但治理情况依然不容乐观,有待政府、科研机构、企业、社会组织和公众的共同努力,共同应对海洋微塑料污染,保护蓝色海洋家园。

文/鞠茂伟 党超 张微微 王莹 王菊英

作者单位:国家海洋环境监测中心海洋垃圾与微塑料研究中心

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