科学家发现塑料垃圾的扩散范围超出了已知海洋垃圾带

在最近的一项研究中，亥姆霍兹环境研究中心（UFZ）的一个研究小组与阿尔弗雷德-魏格纳研究所（AWI）合作，在太平洋的一个偏远海洋保护区发现了大量塑料垃圾和微塑料。这些塑料垃圾和微塑料的数量与世界上已知的最大垃圾区之一中发现的数量相似。研究人员强调，塑料的分布范围比预期的要广泛得多。

整个海洋生态系统都受到了威胁。因此，他们呼吁全球尽快停止向海洋排放塑料。这项研究发表在《环境科学与技术》上。

来自 neuston 网的样本，其中含有大量不同的塑料颗粒（2019 年北太平洋考察）。资料来源：UFZ

问题的范围和研究结果

"海洋中的塑料是一个严重的问题。每年都有数百万吨的塑料通过河流、风力、航运和捕鱼进入海洋，并在海洋中存留。目前还很难评估其对海洋生态系统造成的后果，"MICRO-FATE 项目协调人、德国联邦科学院环境化学家安妮卡-雅克（Annika Jahnke）教授说。

塑料在海洋中的分布情况如何？哪些区域尤其受到影响？有没有无塑料区？塑料在靠近源头或远离源头的大洋中具有什么样的特性？雅克和她的研究团队对这些问题进行了研究。

德国 RV SONNE 号侧面拖曳的 Neuston 网，在穿越北太平洋时收集海面漂浮的塑料样本。图片来源：Philipp Klöckner / UFZ

2019 年，在德国"Sonne"号科考船上进行的为期五周的考察中，研究人员采集了北太平洋温哥华（加拿大）和新加坡之间的地表水样本。研究小组根据夏威夷大学的一个预测模型（Surface CUrrents from a Diagnostic model (SCUD)）选择了沿航道的采样站。该模型可以计算出特定海域可能存在的塑料含量。

Jahnke 说："我们选择了预测塑料负荷较高和较低的站点进行调查。有些站点位于已经进行过深入研究的区域，如所谓的太平洋大垃圾场。我们还想调查大洋中几乎没有被探索过的区域。例如，我们在夏威夷西北部的一个海洋保护区--帕帕哈瑙木卡海洋国家纪念碑采集了样本。"

研究小组采用了两种不同的方法来确定地表水中的塑料含量。第一种是垃圾调查，由两名科学家组成的小组在"松恩"号的甲板上对船只航行过程中肉眼可见的塑料制品进行计数，并记录其形状和大小。第二项调查是在海面拖曳纽斯顿网，在九个站点采集样本。

用 neuston 网收集到的部分塑料微粒，显示出很大程度的风化以及大小、形状和颜色的多样性。图片来源：Annika Jahnke / UFZ

"网眼大小为 0.3 毫米。这使我们不仅能收集较大的物品，还能收集较小的塑料微粒，以确定直径小于 5 毫米的微塑料的数量，"该研究的主要作者、UFZ 研究员 Robby Rynek 说。"每个样本中的塑料颗粒都按大小进行了分类和计数。然后，我们使用一种特殊形式的红外光谱对颗粒进行化学分析，并根据其外观估计其风化状态"。

塑料暴露在阳光、风、海浪和海水中的时间越长，风化和分解的程度就越大。其他研究表明，较大的未降解塑料物品和颗粒主要出现在塑料入海的地方。颗粒被运得越远，其风化程度就越高，体积就越小。

"这正是我们调查的结果。不出所料，我们在被称为太平洋大垃圾场的地区采集的样本中发现了最多的塑料，"Rynek 说。"然而，这些塑料制品并没有以任何方式形成塑料地毯，密集地覆盖整个表面。在考虑塑料清除技术时，这一点非常重要，因为这种技术必须覆盖广阔的区域，才能收集大量塑料。大多数塑料都是小碎片，它们会逃过渔网，或者只能通过大量的动物'副渔获物'来收集，"合著者之一、来自 AWI 的 Melanie Bergmann 博士说。因此，减少塑料的排放至关重要。

用 neuston 网采集的样本特写，显示塑料微粒与相当多的动物"副渔获物"。图片来源：Annika Jahnke / UFZ

"我们的研究结果最令人惊讶，同时也最令人担忧的是，我们在夏威夷西北部偏远的海洋保护区发现了同样大量的特别小的微塑料。这是我们始料未及的。根据预测模型的计算，这一区域的塑料数量应该少得多，"Rynek 说。"微塑料在海洋中的分布范围很可能比之前假设的要远得多。实际上，我们在所有采样站都发现了塑料。没有一个样本是没有塑料的。因此，我们不能认为塑料主要是在已知的积聚区造成问题--这个问题要大得多，实际上会影响整个海洋生态系统。"

今年，联合国会员国打算通过一项具有法律约束力的全球性《塑料条约》，以阻止海洋中的塑料污染。伯格曼说："作为独立的科学家，我们作为科学家联盟的一员，为有效的塑料条约向联合国会员国代表提供建议。"

除了通过避免生产不必要的塑料产品和推广再利用系统来大幅减少塑料产量外，许多研究人员还认为，需要简化和改进塑料产品的化学成分。这是确保安全再利用和提高回收率的唯一途径。

编译自:ScitechDaily