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塑料世:地质层中百万年的记忆

发布来源:永利皇宫463cc  发布日期: 2019-05-17  访问量:

    这些塑料废物的最终命运究竟会如何,我们还只能有些许模糊的认识,因为我们并不真正清楚,多大数量的塑料污染会令海洋窒息,我们也不真正了解塑料污染对于误食塑料的海洋生物的潜在危害会有多大,我们更不清楚在遥远的未来,这些塑料废物会变成什么模样,是会完全分解,还是会在地球地质层里留下*性的痕迹?

    “太平洋垃圾带”:每公里废物达10公斤

    受海洋环流活动的影响,在印度洋、南北太平洋和南北大西洋中,形成了五个最大的海洋垃圾带。

    1997年,美国海洋学家查尔斯·摩尔从夏威夷穿过太平洋航行到美国加州时,发现了一大片漂浮着垃圾的海面,塑料污染的严重性才开始引起了人们的关注,那片海区如今被称为“太平洋垃圾带”。很快人们相继发现,其他海区也存在类似的垃圾集中地。

    这样的海洋垃圾带是受海洋环流活动影响而形成的,海洋环流沿着海岸蜿蜒向前,北半球以顺时针方向,南半球以逆时针方向。就像热汤中卷起的面条,被旋转着的洋流卷进去的任何东西,都会在随着洋流的旋转被卷入旋涡中心。最大的五个海洋垃圾集中地分别在印度洋、南北太平洋和南北大西洋中。摩尔今年在太平洋环流中新发现的一处垃圾带,里面堆积的垃圾密集得甚至可以在上面走人。

    “全球70%的海洋垃圾都是塑料。”英国普利茅斯大学海洋生物学家理查德·汤普森说道。

    为了调查海洋塑料污染到底有多严重,美国加州五环流研究所的马库斯·埃里克森领导的调查小组在6年时间里进行了24次海洋实地勘察,他们在勘探船船尾挂上拖网,收集到的海洋垃圾数据比仅靠人们站在船头目测估计的塑料垃圾数量要准确得多。据调查小组估计,在垃圾密度*大的海区,每公里海面塑料废物多达10公斤,相当于800个塑料纯净水瓶子。考虑到海洋的辽阔,海洋垃圾将达到一个惊人的数量!

    “漏网之鱼”塑料微粒都去哪儿了

    一项长达22年的观察资料显示,尽管每年都有大量的塑料垃圾流入海洋,但海洋环流吸收的塑料垃圾数量却并没有增加的趋势。那么,那些塑料垃圾究竟去了哪里?

    最令人惊讶的是,埃里克森和他的小组并未找到更多的塑料。根据欧洲塑料行业的统计数据,塑料产量从上世纪50年代起,每年递增150万吨,到2013年达2.99亿吨。由于用原材料生产塑料比回收旧塑料再生产的成本更低,很多塑料在使用后很快被扔弃。例如,2012年,生产的3200万吨塑料中,再次循环利用的只占其中9%。

    全球每年都有大量的塑料废物流入海洋,但海洋环流吸收的塑料垃圾数量却似乎没有什么变化。美国海洋教育协会的海洋学家卡拉·拉文达·拉乌领导的一个小组,对22年来在北太平洋和加勒比海海区收集到的数据资料进行整理综合后发现,尽管人们丢弃的塑料垃圾日益增多,但观察数据并没有显示海洋塑料垃圾呈增加趋势。那么多的塑料垃圾究竟去了哪里呢?

    答案是:由于阳光和海浪加速了塑料垃圾降解为更细小的碎片和颗粒的过程,塑料的分解速度可能比我们想象的要快得多,消失的那部分塑料仍然存在,不过是以另一种形式,成为悬浮在水体中以更细小塑料微粒构成的“塑料汤”。

    2014年7月,西班牙卡迪斯大学的安德鲁斯·科扎尔和一个国际海洋科学家组成的勘察小组一起,对漂浮在世界各大洋海面上的塑料垃圾碎片进行了估计,总量约为7000吨到35000吨。埃里克森团队的估计数字是,直径小于5毫米的塑料颗粒数量为35500吨。但这两个研究团队的估计数字似乎还是低了,海洋里塑料颗粒的数量应该有100万吨。

    为什么会这样?有几种可能的解释。小于三分之一毫米的微小塑料颗粒会穿过拖网中比它们大的网眼,大量的塑料小颗粒会成为塑料污染调查中的“漏网之鱼”。

    汤普森认为,还有一些塑料可能被冰封在了冰层里,2014年6月,他的团队报告称,在每平方米北极海冰里找到了234个塑料颗粒,密度要比严重污染的环流水域还要大得多。他认为,当海水变成淡水冰层时,一些较小的塑料颗粒会被封存在里面。假如海冰的数量达到600万平方公里,里面封存的塑料废物的数量之巨显然是非常惊人的。如果冰层融化,被困冰中的塑料颗粒将再次返回海洋中。

    最近,汤普森的团队又发现了另一个塑料垃圾集中地。这个研究团队发表的数据表明,多数以纤维形式出现的微小塑料微粒和其他化学聚合物,在大西洋、地中海和印度洋的深海沉积层中的数量是海面塑料垃圾的4倍之多,取样分析数据显示,每立方米海水中所含的塑料颗粒达80万颗之多。样本的数量不多,包括从7个勘测点获得的12份沉积物取芯样本,和4份珊瑚样本,但在他们勘探到的所有地方,都发现了塑料残余物。

    消失的塑料去哪了?深海沉积层是关键谜底吗?考虑到广袤达3亿平方公里的海床,这样的可能性是存在的。有的塑料比重比水重,会沉到水底,有的塑料碎片上依附了浮游植物,或者与其他颗粒污染物粘附在一起,就像飘落的雪花一样缓缓沉入海底,海流活动会加速这一过程。

    确定这一模式并不容易。我们不知道微小的塑料颗粒在海水中的密度,测量所有小于0.5毫米的颗粒,我们没有什么好的办法。但是美国伍兹霍尔海洋研究所的海洋地球化学家特雷西·明瑟想了一个办法,他的研究团队利用一种特别的激光扫描共聚焦显微镜来调查海水中的塑料污染情况。“我们正在开展这项工作,可以发现从2微米到20微米范围内的细小塑料颗粒。”他说。


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    “塑料世”:在地质层中留下痕迹

    普遍散落在环境中的有机塑料聚合物,将慢慢进入地质层,一直保存到遥远的未来……

    人类丢弃的塑料垃圾会产生什么样的长期影响呢?夏威夷地处偏僻的卡米罗海滩上的奇特岩石也许能告诉我们答案。游客们在那里留下了融化在篝火里的塑料痕迹,如今沙滩上到处散落着一些沙子和塑料混合一起冷却变硬后形成的“塑料岩球”,虽然至今为止被发现的这种塑料岩球数量并不多,但可以想象,类似的“塑料世”(plasticene)沉积层可能正在一些有岩浆流过的海滩下,或有森林火灾发生的地方形成,加拿大西安大略大学地质学家帕特里夏·科科伦说道。科科伦和她的同事收集了数百个这样的新岩石碎片,她认为,这种新岩石最终会留在地质层记录中。

    扎拉西韦兹也认同这一点。“我们创造了新的材料,并在环境中普遍分布开来,我们如何知道它们最终是否会在地质记录中保存下来呢?”但是他已在变成化石的浮游生物中发现了少量有机聚合物的痕迹。“我们知道它们进入岩石层后会发生什么样的变化:它们中所含的氢、氮和氧会渐渐逸失,最后留下的碳(或者外面还覆有一层硫化物或碳酸盐)在地质层里留下化石痕迹。”他说。同样,被埋在地层里的塑料碎片中的聚合物在地热温度下渐渐分解,释放出少量的石油和天然气后,最终留下一些易碎的碳的残渣。根据这样的分析推测,他认为,塑料酒瓶或碟片之类的化石会在地层里一直保存到遥远的未来,但不是以它们原来的形态,而是留下一些可识别的残余部分。

    扎拉西韦兹认为,乙烯基密纹黑胶唱片记录声音的凹槽会长期保存下来。为什么没有这种可能呢?布尔吉斯页岩中5亿年前的蠕虫化石可以留下不到一微米的纹理痕迹,宽度为其20倍的唱片声槽,在合适的条件下,很有可能会保存下来。“这意味着现代人类的声音很有可能以化石的形式得以保存下来。”扎拉西韦兹说。因此,未来世代的人类在考古勘测中发现的不仅仅是某种被称为“塑料岩球”的特殊岩石,还有被封存在“塑料世”地质层中的音乐。


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    全球海洋塑料垃圾污染形势严峻

    大西洋、太平洋和印度洋中的“五大环流”海区,是塑料垃圾的集中地。由于阳光和海浪的作用,流入海洋的塑料垃圾很快降解为更细小的碎片和颗粒,它们并没有消失,而是以另一种形式悬浮在水体中,成为以更细小塑料微粒构成的“塑料汤”。

     发布于1982年的《海洋环境保护法》,经1999年修订后,从2000年4月开始实施。新法在海洋环境的监督管理,海洋环境的调查、监测、监视、评价和科学研究,防治海洋污染工程建设项目和遏制海洋倾倒废弃物对海洋污染损害等方面作了具体的规定。
“渤海碧海行动计划”是近年来清洁海洋的举措之一,该计划对海上油(气)田、船舶的废弃物排放入海和废弃物海洋倾倒等海洋排污行为作出若干限制性的规定。
目前,全国已建成各类海洋自然保护区80余个,其中国家级海洋自然保护区24个。这些海洋自然保护区保护了具有较高科研、教学、自然历史价值的海岸、河口、岛屿等海洋生境,保护了中华白海豚等珍稀濒危海洋动物及其栖息地,也保护了红树林、珊瑚礁、滨海湿地等典型海洋生态系统。

 

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