海洋污染开启微时代—不容忽视的微塑料污染 - 海洋微塑料危害生态系统

据估计，全世界每年的塑料生产量大约为3亿吨，其中一大部分最终进入了海洋，塑料垃圾占海洋漂流垃圾的约70%，在风吹日晒下塑料垃圾逐渐碎片化，变成人类肉眼看不到的塑料小颗粒。

, T3 q5 h! a9 ]9 u. D

海洋微塑料是什么？

微塑料就是微小的塑料碎片、纤维和颗粒的统称，其尺寸目前并无统一的定义，通常认为，直径小于5毫米的塑料垃圾就被称为塑料微粒。

) s) Z' N# C9 i0 \4 O

一只吞下了许多微小塑料颗粒的雀鲷科稚鱼

1 }' }) `. N# b! {

微塑料体积小，比表面积大，吸附的污染物的能力强。微塑料就像海洋污染物的坐骑，二者结合后在海洋中欢快的游荡，极易被海洋生物摄入，从而危害整个海洋生态系统。

( E4 _1 n$ F6 p

海洋微塑料的来源

海洋微塑料的来源广泛，比如塑料工业使用的米粒大小的塑料颗粒原料、大块塑料垃圾在海洋中经物理作用形成的塑料碎屑、工业生产和生活用品的添加物等。

1.海洋环境中大量的塑料垃圾经物理作用形成的塑料碎屑

; p% T0 T; }) U. e6 `" C& F. C0 I( R7 J

. B: N) u; o4 G' B( U

2.塑料工业生产中使用的米粒大小的塑料颗粒原料

非洲联合银行的数据显示，海洋污染中，四分之三源于人工合成材料，超过250种海洋生物消化系统中发现塑料制品的踪影。

0 _2 C, b8 C$ x3 @, }

3. 各种生活用品的添加物。

* h3 @0 |. [' D! d+ |+ h. C

研究显示，浴液、护手霜、磨砂膏等化妆品中含有聚乙烯、丙烯酸酯等微粒，或者说微塑料，城市的污水处理厂根本无法处理，于是它们不能分解，自由离开污水处理厂。

# y0 f+ b) \3 Y" J

; F; L& B5 R0 h) b* V) u9 [

$ w- p# L7 d. d$ i- @1 r

洗面奶中微塑料的显微照片及彩色夹杂物（Fendall  et al., 2009）

" m/ x* `6 k) m+ F

4.家用洗衣机排出的废水。

6 u& h7 c# ^+ _

每洗一件衣服，就会冲洗掉1900多根纤维，而这些纤维看上去和在沿海发现的微塑料残片一模一样。

6 J t' t# p( x# b. d2 m: @

微塑料对海洋生态系统的危害

' X: C' B! [$ Q4 o5 f/ q

微塑料在海洋中不管是悬浮在海水中,还是沉积到沉积物中,由于其特殊的理化性状,微塑料污染对海洋环境造成的影响远比大型塑料要大得多。

; z3 u3 L% A1 b: ~! e

1.直接毒害海洋生物

微塑料很容易被浮游动物等低端食物链生物吃掉，微塑料不能被消化掉，只能在生物体内一直存在着，占据空间，导致动物生病甚至死亡。

海洋浮游动物体内的微塑料（cole  et al., 2013）

2.改变鱼类摄食习惯，危害鱼类健康

瑞典科学家发表在《Science》上的一项研究称，塑料改变了幼鱼对食物的偏好。实验表明：暴露在高浓度聚苯乙烯中的幼年鲈鱼更喜欢摄食塑料颗粒，而不是周围可供摄食的浮游动物，就如同人类青少年更喜欢不健康的快餐一样，这似乎暗示着塑料在化学或物理学上会引发鱼类的摄食反应。这导致这些幼年鲈鱼体型更小、行动更缓慢，并且更容易受到捕食者的攻击。

' p, }4 @7 h1 \) V6 R# D/ F8 c9 U

3 L" }: m. j, y) x( J6 b" ]

在研究中，幼年鲈鱼喜欢塑料颗粒胜过自然食物

, o3 u+ ~; D! J+ P, y [3 N6 N

3. 由于食物链的“富集”效应，最终可能危害人类健康

纽约州立大学弗里多尼亚分校从事塑料污染研究的梅森研究团队表示，欧洲人每年仅吃贝类平均约摄入1.1万粒塑料微粒。贻贝、浮游动物等处于食物链底端的生物会被上层动物吃掉，而微塑料，甚至微塑料和有机污染物都进入了上层动物体内，由于食物链的“富集”效应，也许在底层动物体内有害物质只有1%，但是到上层就变成了20%，这些海洋生物被人类食用后，最终可能危害人体健康。

4.微塑料内部的有毒添加剂不断向海水中释放,同时又从海水中不断吸收多种疏水性的有毒污染物质

! c' `# y6 s" E- k, G0 N! o! k7 g/ K

5.影响发生在海底沉积物界面上的生物化学过程,进而影响生物地化循环

, {7 n7 _* G# `0 Y

微塑料污染现状

1. 微塑料在淤泥中的浓度已超过海水

' K% B5 X; v% ]" K7 f, F

东京农工大学教授高田秀重研究团队研究表明：2000年以来，世界各地海底淤泥等沉积物中的海洋污染的塑料微粒子“微塑料”(MP)积蓄量急速增加，微塑料在淤泥中的浓度已超过海水，其对栖息于淤泥中的底栖生物的影响令人担忧。

2.海洋微塑料已经“入侵”南北极

达特茅斯大学的材料学家兼工程师Rachel Obbard研究表明：北极的海冰中，每立方米的海冰中含有多达240个微塑料颗粒，这一分布密度是大太平洋垃圾漂浮带微塑料颗粒的2000倍。Obbard和她的同事通过这些样本估算出，如果北极海冰全部融化后，将可以释放出7万亿多个微塑料片。有研究人员称，在2100年左右，夏季期间的北极将不会再有海冰。

日本一项最新调查发现，南极海域已被塑料微粒污染，部分地区污染水平与北太平洋地区相当，这反映了全球海洋塑料污染的严重性。

3.深海生物体内发现微塑料

: F/ ~ S$ G) k1 ^

英国牛津大学研究人员对大西洋中部和印度洋西南部海域进行了采样分析，他们发现许多深海生物体内都存在着微塑料纤维，这些生物包括：生活在海底300-1800米处的寄居蟹、龙虾和海参。这是首次发现海底1800米深处海洋生物吞噬微塑料的证据，说明微塑料对地球生态环境构成的破坏远超过之前的预期！

) G0 S n9 {0 C; F

8 B& `) `# f8 u1 f* i, ^

研究人员首次发现深海生物吞食微塑料的证据，图中是一只寄居蟹。

如何研究与治理

2014年6月，首届联合国环境大会提出了海洋废弃物和微塑料的问题，并最终达成了“海洋塑料废弃物和微塑料决议”，提出开展有关海洋塑料废弃物和微塑料的研究，并提交给第二届联合国环境大会讨论。这一议题得到世界各国的广泛重视。

9 |7 F- b; ^" f1 U9 z

我们国家对微塑料的研究也非常的重视，那么如何研究生物体内是否含有微塑料呢？就相关科学问题，小编咨询了中科院海洋所孙晓霞研究员的研究团队。

* }3 y: H. m" E+ n- n. ~

, g L3 w$ ~( b+ p7 `' a

首先对海洋鱼类进行解剖，分解出鱼鳃等可能含有微塑料的部分

' U6 j% r5 g9 e2 x8 f6 F

+ C; ?7 F' O: g( ~+ M5 ?- ?

然后进行化学消解和物理抽滤，至于显微镜下，利用成像系统拍照

, B1 Y/ f& B; ~% o- X

* r6 v- A! l5 c

显微镜下观察鱼类体内的微塑料

0 O- x4 b6 {+ j ]

最后使用傅里叶变换红外光谱学原理检测微塑料成分

除了科学研究上的重视，世界上很多国家已经采取立法与政策措施应对微塑料问题。2015年，加拿大政府宣布对微珠进行全面禁止。美国已经禁止在化妆品和个人护理用品中使用塑胶微粒，在英国和欧盟也有同样的呼声。

研究表明，我们每天吃的食盐中含可能含有塑料微粒，尽管研究结果尚有争议，而人类从食盐中获取的塑料微粒也微乎其微，但对每个人都是一个警示。毋庸讳言，微塑料已经成为海洋生态安全和人类食品安全不得不面对的一个充满不确定性的新问题。目前阶段,预防微塑料污染防治还是要通过加强社会对塑料污染危害性的认识; 加强对大型塑料废品的回收利用和集中处理; 通过立法,限制塑料袋的使用范围和数量; 在塑料原料生产、运输、加工过程中,严禁泄漏; 在卫生用品和抛光材料生产过程中严禁加入塑料成分,杜绝微塑料颗粒直接进入环境。

2 c' ~" q4 C9 K9 v7 n' S

但愿，微塑料问题能得到有效控制；但愿，海洋里的生物能有一个纯净的家园；但愿，我们的子孙后代，能吃到纯净的盐和鱼。

8 y: f$ R% j1 ]( V0 t$ r

# r5 A& g' F8 J

参考文献：

倪伟波.微塑料:海洋鱼类的“致命杀手”[J].科学新闻, 2016(08) 

7 Z% |% ^9 i8 T( j: i4 V i, Z

朱毅. 食盐里有塑料到底咋回事[J]. 生命与灾害, 2015(12):36-39.

- Y4 {+ h0 `+ x% g- ^( H

赵淑江, 王海雁, 刘健. 微塑料污染对海洋环境的影响[J]. 海洋科学, 2009, 33(3):84-86.

# K9 S& |2 l2 k/ h" C; I9 K

中国科技网.浓度已然超过海水,日本发现微塑料危害正急剧增加！2016-08-07 

Fendall L S, Sewell M A. Contributing to marine pollution by washing your face: Microplastics in facial cleansers[J]. Marine Pollution Bulletin, 2009, 58(8): 1225-1228.

U1 E( E! u- R, I6 \2 Y

Cole M, Lindeque P, Fileman E, et al. Microplastic ingestion by zooplankton.[J]. Environmental Science & Technology, 2013, 47(12):6646-55.

备注 0 \% W$ U Q( V* I

本文微塑料研究的相关技术路线和图片由中科院海洋所孙晓霞研究员和李庆洁同学提供，在此表示真诚感谢。（未经原作者同意，请勿引用和转载）

7 M( ^9 o' R" z' f5 I, w$ U$ d

图片和部分素材来源于网络，请相关作者与我们联系，若侵即删。

: @1 b3 v& ]) ?# }

文字/编辑  李俊磊   

转载授权、合作、投稿事宜请联系

csol@qdio.ac.cn

/ B" ~; r( r- u& B2 N R" G) u 1 d& q9 | I6 t! k9 S/ f j5 t- X& ?' p! D