地球上最干净的地方 脏兮兮的

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  新西兰坎特伯雷大学研究人员,在南极洲的新降雪中首次发现了微塑料。

  发表在《冰冻圈》杂志上的一篇论文称,这些微粒含有13种塑料成分,包括最常见的用于制造饮料瓶和衣服的PET。

  研究人员认为,微塑料可能对南极食物链构成风险。

  海洋是全球塑料垃圾最大聚集地,鱼类鸟类经常把微塑料误当食物。

  

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  图源:网络

  20多种常见经济鱼类中有九成体内存在微塑料,南极80%鸟类的胃里都有微塑料。

  至今,塑料已经遍布地球的每一个角落了,南极洲一直被科研人员称为地球上“最干净”的地方,如今依然不能幸免。

  据估计,全球人均每年摄入约107颗微塑料,相当于每周吞下一张信用卡重的微塑料。

  微塑料污染究竟是什么?它是如何在世界各地猖獗至今,怎么就爬上了餐桌,被我们吃进了嘴里?而无处不在的微塑料,我们就真的拿它没办法了吗?

  微塑料没放过任何一块大地

  2019年11月30日至12月2日期间,为了确认微塑料在南极洲的分布情况,研究人员从南极洲罗斯岛各处收集了19个样本,共有109个颗粒被确认是微塑料;尤其是紧邻罗斯岛的科学基地、斯科特基地和南极洲最大的麦克默多站,微塑料的密度几乎高出3倍。

  这是第一次在南极洲进行这种范围的研究,不过早在 2018 年和 2019 年与研究船Polarstern进行的两次探险过程中,研究人员共采集了34个地表水样本和 79 个地下水样本,他们总共过滤了大约 800 万升海水,并在其中发现了微塑料。

  早期对南极洲微塑料的研究是在研究站、航运交通和人员较多的地区进行的,最近在南冰洋的研究和公民科学项目报告了深海沉积物和地表水中的微塑料;一个基金会在南冰洋使用拖网收集的四个样品中都发现了微塑料。

  

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  上图是由 Patricia Holm 教授(巴塞尔大学)和 Gunnar Gerdts 博士(AWI)领导的研究小组假设,偏远的威德尔海的微塑料浓度会大大降低。然而,他们的测量结果表明,浓度仅部分低于南极洲其他地区。图源:网络

  全球海洋生态系统中已经存在大量的微塑料,从热带到北极海冰,如今又到了南冰洋。

  

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  上图(A)国家南极方案运营的主要南极沿海设施,记录了在地表水、海滩和极锋以南沉积物中发现的微塑料和大塑料。地块边界:极锋的平均位置。红点是研究站和设施。黄色十字表示大塑料的记录。绿叉表示微塑料记录。紫色箭头表示主要洋流的方向。(B) 2009年11月- 2010年1月1° x 1°空间网格单元内船舶(包括捕鱼、旅游和科研船)的平均数量。(C)近地表漂移体轨迹(1989-2015)。图中显示了在48°S以南发现的所有漂移体;那些被部署在极锋平均位置以北(粗黑线)并向南穿越极锋的漂移体用红色/橙色的阴影突出显示。后面这些漂移器的部署位置用黑圈表示。图源:网络

  微塑料到底是如何实现“环球旅行”的?

  微塑料颗粒通过两个渠道进入海洋,其中一种是废水。

  比如在南极水域,科学研究站和科考船、渔船和旅游船排放的废水中就含有微塑料。

  传统的废水处理,包括三级处理技术,如微过滤,可能无法完全去除微塑料,在偏远的极地地区,这种情况可能会加剧,因为操作困难可能会降低处理效率。

  

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  上图浅蓝色代表塑料生产总量,深蓝色为管理不善的塑料浪费数量,灰色为进入水圈的塑料垃圾,红色为进入海洋的塑料垃圾。这种形态被称为塑料漏斗。4 亿吨的塑料经济变成了 100 万吨的海洋塑料问题。图源:Ocean Cleanup Foundation

  这种废水处理方式本就十分落后,结果在一篇报道中发现,在南极洲的71个研究站中,52%连废水处理系统都没有,这让污染更加严重了。

  另一种是通过大塑料的分解变成微塑料,然后进入海洋。大量研究表明,微塑料颗粒在海洋系统中持续存在,在海洋环流中积累,包括表层和深海水域以及深海沉积物,最终进入全球深海和深海沉积物和动物体内。

  经过研究发现,海洋微塑料污染有一次和二次来源。初级微塑料来源很多,比如个人护理产品,如牙膏、洗发水和沐浴露,以及来自洗衣店的纤维可能会释放废水中的微塑料纤维。

  研究表明,一件聚酯羊毛夹克每次洗涤可释放出超过1900条纤维,这其中约90%的微塑料可能被保留在污水处理厂,微塑料可以“顺利通过”污水处理设施,以基本不变的状态释放到近岸海洋环境中。

  二次微塑料污染,包括颗粒和纤维,是宏观海洋塑料碎片的分解产生的,在世界各地的海洋中也很常见。

  大约一半的废弃塑料在海水中漂浮,因此可能受到紫外线(UV)辐射和分解的降解。对人口密集地区附近海洋的几项综合研究评估,发现一级和二级微塑料对海洋环境中总体微塑料水平的「贡献」最大的是二次来源。

  次生微塑料已知存在于海洋表层和深海水域,以及世界各大洋的深海沉积物中。

  最近的一项全球评估表明,每年流入海洋的塑料约为640万吨,约有500万固体废物从船舶上抛下或从船上掉落。

  南极微塑料污染从来不是个例,却暴露出了这种污染的严重性。

  兜兜转转的塑料垃圾

  南冰洋的主要洋流系统包括向东流动的南极绕极流、向西流动的南极沿岸流和顺时针循环的威德尔环流和罗斯环流。

  在环流中的极锋,曾经被研究人员认为是阻止微塑料污染扩散的希望,因为它能阻挡低纬度的物质交换。

  但是现实中,极锋却会产生漩涡,把物质转移向南,像南极半岛西部这样的地区,极锋靠近南极大陆,使得来自低纬度的海水可以通过更短的途径转移到近岸环境。

  极锋以南的物质可以通过区域环流向南流动的分支转移到南极大陆,例如在威德尔海和罗斯海,在那里与南极海岸流的相互作用可能导致进一步的扩散。

  而这将影响着南冰洋的四个栖息地,分别是远洋区、底栖区、近岸区和潮间带,这里的食物网是流动的、不稳定的,并且有快速的周转,都受到了微塑料不同程度的影响。

  根据使用高浓度微塑料的实验,在浮游动物群落中,滤食性动物预计会摄入很大比例的食物,因为它们的捕食方式是从大量的水中过滤食物,而微塑料可能会扰乱浮游动物的生物过程,并影响了构成大陆食物链基础的南极磷虾。

  南极磷虾是一种重要的生态滤食性动物,其种群分布在空间和时间上都不均匀,约25%的生物量集中在其总栖息地面积的10%,即斯科舍海和德雷克海峡。

  斯科舍海是该地区航运的高流量区域之一,可能是磷虾摄入微塑料的关键区域。

  来自北半球的证据表明,微塑料可能通过在食物链底部的关键物种,以及通过食物链,对中上层生态系统造成毒理学影响。

  这些过程可能会对高等捕食者产生负面影响,如鱼类、海鸟、海豹和鲸鱼。

  仅仅通过海洋生物这一点,就不难理解为什么微塑料能上人类的餐桌,还被摄入体内。对于微塑料污染的治理,势在必行,不仅仅是为了能少吃点塑料,重要的还是净化海洋环境。

  比如发表在《微生物基因组学》杂志的一项研究发现,常见的大麦虫(Zophobas morio,又称“超级麦皮虫”)可以在其肠道中一种细菌酶的帮助下吞噬聚苯乙烯(无色透明的热塑性塑料),“大麦虫就像小型回收工厂,用嘴巴撕碎聚苯乙烯,然后‘喂’给肠道里的细菌。”

  这种对聚苯乙烯“有胃口”的蠕虫可能是大规模回收塑料的关键,科学家希望这种“升级版”的生物循环能带来塑料垃圾回收的新方式,从而减少垃圾填埋量。

  保护海洋环境,让”塑料瘟疫“不再蔓延,让白茫茫大地重现洁净,我们每个人都在为之努力。

  参考文献:

  [1]https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969717308148?via%3Dihub

  [2]http://www.stdaily.com/index/kejixinwen/202206/0f5ac84114734c59b3e594a6d599f0b7.shtml·https://tv.cctv.com/2022/06/10/VIDEznP0t1fR8tH6ebEYlXQt220610.shtml

  [3]《Environmental Sciences and Technology》杂志


标签: 地球 微塑料 南极

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