专栏 | 绿色情报员:海洋垃圾重灾区 太平洋的黑洞风暴

2020-12-24
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专栏 | 绿色情报员:海洋垃圾重灾区 太平洋的黑洞风暴 太平洋西岸面临巨大的海洋垃圾危害,波及渔业资源和海洋生物多样性。
Reuters

20205月,一只糙齿海豚搁浅在台湾桃园海滩,没消化的水母和塑料袋还留在胃袋;一年多前,花莲也有一只搁浅的喙鲸妈妈,胃里塞满乱七八糟的塑料垃圾,肚子里还有来不及出世的胎儿。这一场海洋塑料风暴席卷全球,西太平洋更是悄悄陷入重灾区。

中国沿海塑料浓度上升

从中国到台湾,海洋垃圾的监测数据一针见血示警。2019年中国近海的海底垃圾平均密度为15.9公斤/平方千米,塑料垃圾占92.6%,渤海监测断面海面漂浮微塑料密度0.82个/立方米,塑料浓度同比增加17%。台湾西海岸河口的海底垃圾也不遑多让,平均密度为70公斤/平方千米,为全球平均1.5倍。

鲸豚吞下的塑料垃圾,只是冰山一角。20207月皮尤慈善信托基金会(The Pew Charitable Trusts)发布的研究显示,人类如果不采取任何行动,每年流入海洋的塑料数量将从目前的1100万吨,到2040年增加为2900万吨,海洋塑料累计总量可能达到6亿吨,研究人员打了个比方:“这相当于300万头蓝鲸的重量。”

这些海洋垃圾究竟漂向何方?“当我们在线上搜寻海洋垃圾分布,典型分布是集中在大洋的副热带环流区,不过,真的就只会集中在那些地方吗?”台湾中央研究院环境变迁研究中心副研究员辛宜佳的脑海浮现疑问,从事物理海洋研究的他以海流和风阻效应进行追踪模拟,“漂浮在海面的垃圾如保丽龙、宝特瓶等,这一类高风阻垃圾因为比较轻、密度低,会逐渐从太平洋东岸转移至太平洋西岸,或是流向赤道和极区,这是跟过去最大的不同。”

中国沿岸的海洋垃圾以塑料为最大宗,微塑料浓度也持续上升。(路透社)
中国沿岸的海洋垃圾以塑料为最大宗,微塑料浓度也持续上升。(路透社)

西太平洋危机四伏

这篇研究以1993年至2017年的海流大数据进行运算分析,发现海洋垃圾堆积的新热点,202010月发表在《环境研究期刊》(Environmental Research Letters),当中被点名的西太平洋,迎来一记重拳。

辛宜佳指出,研究团队进一步检视高风阻垃圾集中区和其他环境因子的重叠分析,包括叶绿素浓度(浮游植物多且常伴随渔场)、渔捞作业密度、生物多样性热点,以全球尺度来看,西太平洋的重叠百分比最高,这也意味着西太平洋会受到比较大的冲击。

海漂塑料垃圾依大小和材质而有不同分布,“以保丽龙、宝特瓶这一类比较轻的垃圾来说,比较容易集中在沿岸,或是大洋西侧和赤道区。”辛宜佳说明,“不过,在漂流过程中,塑料垃圾有机会被打成碎片,甚至分解为塑料微粒,这时候成为无风阻的垃圾,最终可能会回到副热带环流的中心。”

“塑料垃圾在海洋中不断累积,微塑料浓度会愈来愈高,浮游生物的死亡率也跟着提高。”中央研究院生物多样性研究中心研究员兼代理主任陈国勤提出警讯,“浮游生物是食物链金字塔的最基础部分,当鱼类的食物减少,渔业资源下跌,整个海洋生态系统都会受到影响。”

有人形容微塑料是海洋的PM2.5  ,这种直径不到5毫米的微塑料,因为体积极小,相较塑料袋等海洋垃圾,更容易被海洋生物误食,毒害风险逐渐浮上台面,一篇篇研究有如当头棒喝。

台湾研究团队发现,微塑料毒性会让藤壶下一代的死亡率增加三倍。(翻摄自《环境污染》期刊)
台湾研究团队发现,微塑料毒性会让藤壶下一代的死亡率增加三倍。(翻摄自《环境污染》期刊)

微塑料毒害跨越世代

“当潮间带的藤壶吃进微塑料,本身这一代仍然可以正常发育和繁殖,不过,下一代幼体却发育缓慢,死亡率也较高。”陈国勤发现微塑料的跨世代毒性影响,这篇论文今年12月刊登在国际期刊《环境污染》(Environmental Pollution),这是首次针对拥有复杂生活史的海洋生物进行研究,不同于过往大多研究单一栖地的终生性浮游生物。

陈国勤说,藤壶是最常见的海洋生物之一,几乎所有海洋环境都有藤壶存在,而藤壶一生经历浮游和底栖两个阶段,幼体为浮游生物,成体在底栖生活,黏着于海底岩石或其他地方上面,不同环境条件都可能摄入微塑料,所以有比较好的代表性。

“微塑料愈小,毒性愈强。”陈国勤点出危机,他带领的研究团队以不同大小的聚苯乙烯(Polystyrene)微塑料喂食藤壶,从1.7微米到7微米不等,不但下一代的死亡率比对照组高3倍,当上一代的藤壶食入的微塑料愈细小,下一代幼体的死亡率也愈高,“这代表微塑料的毒性将影响物种的永续生存。”

海洋的微塑料之谜不断被解开,陈国勤表示,其他研究也发现当微塑料小到奈米级,可以穿透细胞,进入其他组织,此外,微塑料在海洋环境中可能吸附有毒物质,经过食物链,毒素效应放大,不断累积在中高阶掠食者的体内。

微塑料通过生物作用的裂解速度,让人捏把冷汗。今年爱尔兰科学家发现,一种小型的端足类甲壳动物(Gammarus duebeni)摄入微塑料后,4天之内可以消化为更小的奈米级微粒,同时在进食的时候,微塑料碎片化的现象最为明显。

陈国勤指出,这种小型端足类甲壳动物具有牙齿,可以咬碎吃进去的微塑胶,进入消化道排出后,其他生物可能吃到更小的微塑料,这些海洋生物排出的粪便带有微塑料,也会比较快沉入海底,海底生物有更大机会吃到微塑料,进而影响海洋生态系统。

不难想像,微塑料正在改变太平洋的海洋生态。香港理工大学和城市大学最近发表调查研究,香港西部水域的微塑料大小由315000微米不等,其中以水口的污染最为严重,微塑料数量平均值高出其他地方614倍,而香港西部水域和近岸泥滩地是马蹄蟹的栖地,当中包括濒危品种的中国鲎,微塑料对中国鲎具有负面影响。

每年流入海洋的塑料垃圾不断增加,各国科学家纷纷投入微塑料研究。(路透社)
每年流入海洋的塑料垃圾不断增加,各国科学家纷纷投入微塑料研究。(路透社)

中国鲎的生态悲歌

香港团队以人工培育的年幼中国鲎进行研究,在微塑料环境下的中国鲎体重比对照组下跌3%7%,活动能力更大幅减少60%,另外,以塑料材质来看,聚对苯二甲酸乙二酯(PET)对中国鲎的影响尤其明显,死亡率也提高,这一类塑料常用于宝特瓶、容器和餐具。

海岸潮间带是生物多样性热区,微塑料的威胁却不断升温。陈国勤表示,很多潮间带生物是滤食性生物,透过过滤海水、摄入浮游生物,很容易吃进微塑料;潮间带还有不少螺类,岩石表面的藻类是牠们的食物来源之一,微塑料也会卡在藻类之中;当微塑料沉入泥滩地,螃蟹或其他吃泥巴的生物同样有机会吃进高浓度的微塑料,潮间带生态的潜在危机不容忽视。

马蹄蟹被称为活化石,其中的中国鲎列入濒危物种,科学家发现,微塑料会提高牠的死亡率。(路透社)
马蹄蟹被称为活化石,其中的中国鲎列入濒危物种,科学家发现,微塑料会提高牠的死亡率。(路透社)

科学家已经纪录800多种受塑料影响的海洋物种,辛宜佳指出,这当中从鲸豚、海龟到海鸟都受到塑料波及,特别是海洋生物吃入微塑料后,有可能转化储存在肌肉、内脏里面,最终人类也吃进肚子里。

人类身为地表最强的掠食者,从粪便、肝脏、脂肪,甚至胎盘都找到了微塑料的踪影,保育的挑战正要开始,辛宜佳提出当务之急:“减少塑料垃圾,这才是对未来真正有帮助的作法。”


撰稿:麦小田  责编:许书婷

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