作者：華東師範大學海洋塑料研究中心 李道季
全球塑料產量（百萬噸）（1950-2014）（引自Stephanie B. Borrelle等，2020）
全球塑料垃圾（非纖維）循環、焚燒和遺棄比例估算（1950-2014）（引自Stephanie B. Borrelle等，2020）
全球塑料垃圾產量、循環利用量、焚燒量和遺棄量（百萬噸）（引自Stephanie B. Borrelle等，2020）
中國塑料製品產量（百萬噸）（1989-2019）
中國進口廢塑料量（萬噸）(2000-2018)
一、歷史上發達國家向海洋排放了大量塑料垃圾，中國為他們的塑料垃圾處置做出重大貢獻
世界塑料工業的飛速發展始於20世紀60年代前後，在1970年世界塑料年產量已高達3000萬噸，80年代中後期就已經突破了1億噸，90年代中期超過兩億噸。由於塑料的用途多樣，價格廉價，回收利用價值低，人們環境意識差，塑料垃圾也隨之從60年代前後產生。80年代以前產生的塑料垃圾幾乎全部遺棄，90年代中期更超過1億噸。這些被遺棄的塑料垃圾中，除部分填埋外，相當一部分排入了海洋環境。
早在20世紀70年代初，美國科學家就先後發現美國東部新英格蘭近海及馬尾藻海中分布著塑料垃圾，這表明70年代以來，西方發達國家特別是歐美國家，向海洋排放塑料垃圾的數量已經相當驚人。到20世紀80年代，美國科學家又報告了美國西部的外海北太平洋海域環流區域有大量漂浮塑料垃圾。直到1997年美國查理斯·摩爾船長發現了著名的北太平洋垃圾環流帶，海洋塑料問題才受到全球關注。
至此，西方發達國家在20世紀60年代到90年代，再到21世紀，已經向環境中排放了大量的塑料垃圾，累計高達幾十億噸。以美國為例，二戰之後，塑料開始被大量生產。據統計，美國的塑料年產量在1941年僅為231噸，1945年猛增到84萬噸。80年代前期，美國塑料產量就已達2000萬噸之多，1986年增至2310萬噸，佔全球總產量的28.5%。此後美國塑料產量繼續呈現穩定增長之勢，1988年、1990年、1992年、1994年、1996年和1998年分別增加到2710萬噸、2810萬噸、3010萬噸、3410萬噸、4000萬噸和4360萬噸。從1996年起，其塑料產量佔世界總產量的比例就提高到30%以上，1996年以後便一直在4000萬噸以上，而且長期居於世界首位，相應產生的進入環境的未合理管控的塑料垃圾也是如此。
據報導，甚至到2016年，美國該年仍產生4200萬噸塑料垃圾，位居全球首位。儘管美國美國環境保護署一直對外地公布其塑料廢物被100%處理，但最新的研究表明，事實並非如此，2016年美國僅有9%的塑料垃圾得以回收利用，而未被合理管控的塑料垃圾則可高達5%。據此估算，2016年美國排向環境中的塑料垃圾可高達225萬噸，其中145萬噸分布在沿海地區，並可能進入海洋。因此，歷史上美國累計向海洋排放的塑料垃圾數量極其巨大。
在中國，60年代末全國塑料總產量僅為年產10萬噸左右，與世界發達國家相比微不足道。此後的70年代，由於北京燕山石油化工公司、遼陽石油化纖公司和上海石油化工總廠等幾家大型石油化工企業陸續投產，到80年代初中國合成樹脂的年產量才達到100萬噸水平，仍然大大落後於西方發達國家1983年年產量高達7200萬噸的水平。中國到2000年塑料產量才達到1000萬噸水平，是美國的1/4，而此時全球塑料產量已經超過兩億噸，中國產量僅是其1/20。整個80年代到90年代中期，塑料在中國都是寶貴工業材料，大部分用於生產化學合成纖維和工業產品，作為包裝等日用消費品佔比較低，產生的塑料垃圾基本被回收利用，仍不能滿足回收產業消化的需求。同時，進入21世紀，中國開始少量進口塑料垃圾。2004年受伊拉克戰爭影響，國際油價突破40美元，持續上漲，塑料原料價格隨之大幅上漲，為塑料廢品回收利用打開了價格空間，中國開始逐漸大量進口塑料廢品進行循環再利用。可以說在21世紀以前，中國向海洋排放塑料垃圾極少。
由於中國回收產業發達，20世紀90年代中期以來，進口處理了世界上主要發達國家的大量廢棄塑料，如美國、日本、英國、德國等。中國進口的廢塑料垃圾從2000年的100萬噸左右，快速增長到2006年的600萬噸以上。以後平均每年進口塑料垃圾量約700萬噸左右，最高時接近900萬噸，金額超過40億美元，約佔世界廢塑料進口量的60％以上，數量巨大。其中美國出口至中國的塑料垃圾佔其總塑料垃圾出口量的80％以上（中國大陸及香港2016年）。2017年美國人均垃圾產量25.9噸/年，生產約84.3億噸/年垃圾，其中塑料垃圾佔13%左右，美國是世界第一大廢塑料出口國，中國是進口美國塑料垃圾最多的國家（Raconteur，International Trade Center / UN Comtrade 2017）。
中國在為美國等西方國家處理這些進口垃圾的同時，廢料產生率（即回收塑料中不可回收物的汙染率）達20%-25％，有些高達40%，並留在了中國，中國為此付出巨大的環境代價。西方發達國家卻節省了大量廢棄垃圾處理的政府財政投入。不僅如此，垃圾的回收和出口也為他們創造了大量的就業機會和收入。據統計，2016年，中國共進口了價值近180億美元的固體廢物，其中包括大量塑料垃圾，美國廢棄物出口給美國創造超過15.5萬個工作崗位。中國為處理他們國家產生的垃圾做出了巨大貢獻。
二、我國海洋塑料垃圾排放量被大大高估，已獲國際上公認
2015年美國學者Jambeck等人在科學雜誌發表研究論文，依據其模型和假設，把中國列為2011年世界上最大的海洋塑料垃圾排放國，在全球影響廣泛。文章估測2010年全球有480萬-1270萬噸的塑料垃圾進入海洋。文章是基於海岸線50km範圍內的人口計算的各國排放入海洋的塑料垃圾量，結果顯示2010年中國是海洋塑料垃圾排放量最大的國家，把中國排放的海洋塑料垃圾量列全球第一（印尼第二，美國第20位），產生了超過500萬噸的未合理管制塑料垃圾，進而造成132萬噸-353萬噸的海洋塑料垃圾。
根據我們對歷史數據的利用物質流模型和實地調查數據研究分析發現，中國2011年未合理管控塑料垃圾年產量大約在56萬噸，大大低於這一估算結果。筆者2017年11月22日在泰國召開的東協國家消減東協區域海洋垃圾大會上見到Jenna Jambeck女士，對她的結果也提出了質疑。實際上據筆者了解，世界上許多國家海洋塑料研究方面的專家對此有質疑。2019年中國生態環境部召集的中美兩國學者關於海洋塑料垃圾入海問題的研討會，也進一步指出這並不符合事實。世界各國學者對全球塑料垃圾入海量有各種不同估算結果，而且基於不同模型的假設和條件都不一樣，因此估算出的世界各國塑料垃圾排海量也出入很大。因為沒有實測數據校正，對全球的塑料垃圾入海量也非常粗略，大約400萬噸-2000萬噸之間，而對中國的塑料垃圾入海量估算更是差異大得驚人，在50萬噸-350萬噸之間，包括2015年Jambeck等人估算的132萬噸-353萬噸等。
值得一提的是，2020年9月18日由美國12家權威塑料垃圾研究機構參與，來自美國、加拿大、澳大利亞、荷蘭、英國、英國和印度尼西亞20位科學家在美國《科學》雜誌聯合刊文（其中也包括2015年Jambeck等人文章的部分作者）。基於各國人口、人均塑料使用量，廢物處理和管理水平等數據，重新計算了全球173個國家向水環境中排放塑料垃圾的總量，並進一步使用模型預估了到2030年不同模式下各國向環境中排放塑料垃圾的總量。美國科學家Stephanie B. Borrelle 博士領導這項研究。研究表明，儘管中國人口世界第一，但人均塑料垃圾產生量不到歐美等發達國家的1/6。2016年中國向海洋、湖泊和河流水環境的塑料垃圾排放總量僅排在世界第四位，第一位俄羅斯、第二位印度、第三位印度尼西亞。同時，根據研究模型預測，在全球排放塑料垃圾目標限制在800萬噸的閾值模式下，到2030年，中國塑料垃圾排放將進一步減少，排在世界第24位。根據這個結果，如果扣除我國滯留在湖泊和河流水環境的塑料垃圾，向海洋排放的塑料垃圾更少。研究也進一步表明上述著名國際學者已經公開承認他們過去的研究大大高估了中國海洋塑料垃圾排放量。
重新估算的全球各國向水環境中排放塑料垃圾的研究結果，認為2016年中國向水環境（江、河、湖、海）排放的塑料垃圾總量為140.5萬噸-174.2萬噸，但即使如此，仍然大大被高估。研究中的主要估算方法與Jambeck et al. （2015）中所用思路一致，如下：
Ec,t,s=Pc,tWc,tβc,tRc,tMc,t,s（1-ρc,t,s）（1- c,t,s）
其中P為人口數量，W為人均垃圾產生量，β為垃圾中塑料垃圾的比例，R為排放比例，M為不當處理垃圾比例。c為國家，t為年份，s為情景。
隨著關注的增加，總塑料垃圾的產量會減少（ρ），不當處理垃圾比例會變化，排放到環境中的比例也會變化。
在以上數據中，人口數量較為明確，來自世界銀行數據。人均垃圾產量、垃圾中塑料垃圾比例、不當處理垃圾比例主要獲取自世界銀行報告。向環境中的排放比例則是依據各國單位陸地距離水環境的距離估算所得。各參數中，以中美兩國為例，我國與美國在全球中的水平如下：首先，人口數據較為明確，中國人口居全球第一。其次，人均塑料垃圾產生量我國人均居於世界較低水平（0.43公斤/天），顯著低於美國（2.23公斤/天）。第三，塑料垃圾比例我國處於中等偏下水平，為10%，低於美國的13%。第四，垃圾進入環境中的比例，我國處於世界偏中下水平，低於美國。最後，不當垃圾處理比例，這一研究引用世界銀行的報告，我國為23%加2%，該比例被修正後，顯著低於 Jambeck et al. （2015）文中的 74%加 2%。
依據我們的研究，此數據對我國仍然存在較大的高估。根據我國住建部發布的《2017年全國城鄉建設統計年鑑》，我國城市和縣級市縣垃圾未處置率分別為1.00和3.89，基本上接近歐美國家水平。建制鎮和鄉分別為12.81和27.01，但覆蓋人口相對較少。另外，我國的自由拾荒者未被考慮在內，所以建制鎮和鄉也應該低於統計年鑑中的比率。因此，我國城鄉平均垃圾未處置率應該大大低於26%的水平。根據全國城鄉人口比率，估算合理的全國城鄉垃圾未處置率應該在3%-8%之間，如果我們把不當垃圾處理比率合理設定為7%左右，則2016年中國向水環境（江、河、湖、海）排放的塑料垃圾總量為37.83萬噸-46.90萬噸，均值為42.43萬噸。扣除江、河、湖的滯留，進入海洋的不足其1/3，即不到15萬噸。而且，目前中國的垃圾收集、處置水平不斷提高，排海塑料垃圾已經大大消減，處於較低水平。
2020年10月30日美國科學家Kara Law等最新發表在美國科學雜誌子刊《科學—進展》論文中又提供新的數據。按美國2016年未管控固體垃圾比率2.98%、其中塑料垃圾13.1%計算， 2016年美國是世界上產生塑料垃圾數量最多的國家，達到4200萬噸。按美國沿海地區人口1.1794億人計算，排入海洋環境中未合理管控塑料垃圾量可能高達145萬噸，排在世界第三位。第一位是印度尼西亞，第二位是印度，第四位是泰國。中國被排在了第五位，產生107萬噸未合理管控塑料垃圾，這也大大高估了我國沿海地區塑料垃圾的排放。
總而言之，由於中國的未管控塑料垃圾組成與國外有很大不同，而且自由撿拾者收集了大部分的塑料瓶等易回收塑料，因此，中國未合理管控塑料垃圾中此類塑料垃圾數量較小。同時，中國沿海地區是中國最發達的地區，城市化水平高，據我國統計年鑑數據和沿海地區城市人口與農村人口比例，估算中國沿海地區未合理管控塑料垃圾比例在4.3%左右。我們根據Kara Law等的模型，按中國沿海2.7094億人口計算，未合理管控塑料垃圾比例為4.3%，未合理管控塑料垃圾量18.3萬噸。如果按照我國未合理處置垃圾比例7%為依據估算，中國沿海未合理管控塑料垃圾量為29.8萬噸，僅排在世界第15位。
三、我國河流塑料垃圾實際排放量遠低於模型估算
關於中國陸源河流排放海洋塑料垃圾量的問題，主要由於以下三篇在國際刊物上發表的論文，而引起世界關注，並被大量引用。最具影響力的是前面提到的Jenna Jambeck等2015年在Science發表的論文「Plastic waste inputs from land into the ocean」。雖然不是直接講的河流塑料垃圾排海問題，但當時人們普遍認為河流塑料垃圾是海洋塑料垃圾的主要輸入源。因此，國際上認為中國主要河流入海塑料垃圾通量一定世界最高。
2017年， Laurent C. M. Lebreton等人在Nature Communications發表論文「River plastic emissions to the world’s oceans」，利用模型的方法，估算了全球前20條輸送海洋塑料垃圾最多的河流，我國本土河流佔7條。估測西江、東江、長江和珠江年度總計會輸送43.6萬噸的塑料和微塑料垃圾，長江以每年輸運31萬噸-48萬噸的數量，成為全球輸運塑料垃圾量最大的河流。隨後，另一篇由Schmidt C 等人估算河流輸送塑料垃圾量的文章「Export of Plastic Debris by Rivers into the Sea」2017年發表在Environmental Science & Technology上，估算了全球塑料垃圾通量最大的前十條河流，我國河流有4條，長江輸送量為15萬噸-154萬噸每年，輸送通量也是全球最高，而且最低量到最高量差距巨大，令人質疑。
在具體各國排放塑料垃圾量沒有進行實測的情況下，僅憑文獻調研得到的數據結合模型進行估算，結果是不可信的。以上這些結果從科學角度而言，都是有漏洞的，估算值缺乏科學性，是不準確且嚴重高估的，給世界造成了中國與全球海洋環境持續惡化有關的印象。筆者認為，在具體各國排放塑料垃圾量沒有進行實測的情況下，加之當時的監測方法也不成熟，僅憑模型的估算，結果肯定不能令人信服。因為這類研究是基於文獻數據和模型對全球河流入海的塑料垃圾排放量進行估算，他們依靠很多複雜環境參數的假設條件的成立。然而模型中的這些條件與實際環境狀況存在著不同程度的偏差。其模型假設的主要問題在於：
一是上述研究均基於研究區域的不當垃圾處置量，來推測研究區域的入海塑料垃圾含量。然而這些不當垃圾的塑料含量及其中輸入海洋塑料垃圾的比例在不同地區和國家都會不同。
二是塑料垃圾輸入河流的量隨季節而差異很大，長江口這種半日潮河口，由於鹹淡水相互交換，其水文條件在四季的變化十分複雜，海源塑料垃圾對河口內的貢獻勢必對塑料垃圾量的估算有較大影響。然而文中的模型僅簡單將一年不同時段的水體通量比例等同於不同季節河流中塑料垃圾比例。例如長江口的塑料通量是根據7月份做的一次微塑料檢測含量和水體通量來推測全年其他月份的微塑料含量（Zhao et al.2014），這種假設太過簡單，本身也存在方法學問題。如當時是用32微米濾膜過濾了20升水，其中過濾出了大量衣物纖維，而這些纖維與大的塑料垃圾沒有任何直接關係。
三是模型計算數據引用研究文獻的採樣方法十分繁雜。例如長江河口採集水樣，隨後32微米濾網收集樣品，而其他研究多是採用333微米的拖網採樣。Barrows et al. （2017）指出直接採集水樣比託網採樣收集的微塑料濃度高3個數量級。這樣就嚴重低估了其他地區的塑料密度。模型中把文獻（Eriksen et al. 2015）對大洋微型和大型塑料垃圾的比例用作河流中的微塑料和大型塑料的比例，這樣太隨意，甚至每條河流微塑料和大型塑料之間可能都沒有相關性或相關性很弱。而他們利用來自Erikson在海洋調查中微塑料與大塑料的換算比值0.04，以及根據推算出來的重量比係數約0.44，進一步估算出的長江以每年輸運31萬噸-48萬噸塑料垃圾的數量；同樣， Schmidt C 等人也是因類似問題導致對長江入海輸送量為15萬噸-154萬噸每年的高估。
為了更準確地估算我國河流入海塑料垃圾通量，我國在2017年-2018年，對長江口及鄰近海域開展了連續3個季節的懸浮微塑料監測，並在2019年洪季對長江口、珠江口、黃河口、錢塘江口、遼河口、海河口、灌河口、椒江口、甌江口、閩江口、九龍江口進行了懸浮微塑料的監測。在2019年7月10日-21日的長江河口微塑料觀測中，考慮到河口內的水密度分層強度與微塑料濃度顯著相關，潮汐作用顯著影響微塑料濃度，採用了多船的同步、大小全潮、多要素、全水深、多方法聯合長江入海大型塑料和微塑料通量聯合觀測，期間正值長江第一次洪峰經過，獲得了大量寶貴數據。該航次在長江口進行的各種體積、孔徑的塑料垃圾和微塑料全面密集觀測，是國際上河流塑料垃圾通量研究中首次開展最全面通量研究，可以精確定量河流塑料垃圾和微塑料通量，並建立這些塑料間的濃度關係，同時在方法學方面進行驗證，為河流通量觀測方法學確立和制定未來標準研究方建立基礎。
估算結果顯示，2017-2018年三個季節長江表層（30釐米水層，60微米孔徑過濾）微塑料通量每年有16萬億-20萬億個微塑料顆粒通過長江表層進入海洋，總重量約為814.6-1013.0噸/年。而依據Lebreton et al.2017 （Nature Communication）的模型計算長江口表層30cm的微塑料年入海量為1878.8-2909.1 噸/年，如果以大塑料與微塑料的重量比為2.2%估算（Lincoln Fok 2017），2017-2018年我國長江年輸送塑料垃圾量3.70-4.60萬噸。由於衣物纖維包括在內，所以這個數據仍然偏高。
2019年洪季，我們採用Manta實測長江口30釐米水層採樣，考慮到潮汐過程的影響，分析結果為每天16.90噸，進一步估算全水層年通量0.62萬噸。2020年夏季長江流域遭遇特大洪水，更多塑料隨洪水衝入河流。我們根據2020年洪季表層5米水層的多聯網實測結果數據計算，考慮到潮汐過程的影響，長江口超大洪水期（7月）塑料垃圾5米水層每天通量在60.58噸，進一步估算全水層長江口塑料垃圾年通量不會超過2.21萬噸。同時，我們採用Manta作為對比觀測，考慮到潮汐過程的影響，長江塑料垃圾日通量為68.74噸，進一步估算全水層長江口塑料垃圾年通量不會超過2.52萬噸。
在2019年夏季，我們同時對中國的遼河、海河、黃河、灌河、錢塘江、椒江、甌江、閩江、九龍江等10條河流的河口微塑料採樣，分別在河口內、河口處、河口外採樣，並計算微塑料入海量。由於珠江經由多條水道入海，珠江微塑料排放量是採集珠江各個口門內微塑料獲得濃度信息，根據每個口門流量佔珠江流量比例分別計算出珠江各口門排入海洋中的微塑料量，各口門數據相加獲得珠江微塑料總排放量。結果顯示，中國的10條河流微塑料年入海量大約為126.40噸-167.41噸，塑料垃圾的年入海量在0.575萬噸-0.76萬噸。實測結果充分表明我國河流塑料垃圾實際排放量遠遠低於西方學者根據模型的不恰當估算，也從另一個側面印證了我國塑料垃圾總體入海量被大大高估的事實。
四、中國負責任有擔當，新政策措施建議的實施，將大大消減中國的塑料垃圾量
中國正在開始大幅消減各種沿海漁業生產活動和船舶運輸等產生的塑料垃圾，當然也包括河流、湖泊的漁業和運輸活動，並制定相關塑料垃圾管控政策和措施，嚴格執法；完善中國城市、鄉村的垃圾收集分類管理；設計、生產和使用更加環保的塑料製品，限制一次性塑料產品的使用等。
同時，今年1月19日，國家發展改革委、生態環境部公布《關於進一步加強塑料汙染治理的意見》，明確到2020年，率先在部分地區、部分領域禁止、限制部分塑料製品的生產、銷售和使用。中國將按照「禁限一批、替代循環一批、規範一批」的思路，加強塑料汙染治理。接著，國家發展改革委、生態環境部等九部委聯合發出《關於紮實推進塑料汙染治理工作的通知》，至此，一場遍及中國各省市各部委的塑料汙染治理行動拉開了新的序幕，這將大大加速中國塑料垃圾量的消減。預計在2020年，中國海洋塑料垃圾將減少到10萬噸以下。
五、中國積極開展和促進消減海洋塑料垃圾方面的國際合作
中國在塑料垃圾汙染比較嚴重的亞太區域，與亞太國家一道持續在應對海洋塑料垃圾和微塑料汙染方面開展有效合作。2017年4月，中國與亞太國家科學家一起發起了全球首個海洋微塑料區域國際合作研究項目「聯合國教科文組織政府間海洋科學委員會西太平洋區域海洋微塑料來源、輸運和歸趨研究項目」，與亞太十餘個國家科學團隊開展海洋塑料汙染聯合研究。通過發揮區域協同作用，目前已取得了諸多重要成果。
中國舉辦了一系列應對海洋塑料和微塑料汙染的國際性學術和培訓會議，讓國際學者了解中國海洋塑料垃圾汙染的實際情況，並倡導制定海洋微塑料監測方法，極大推動了亞太國家海洋微塑料汙染監測、研究和應對。同時，中國也與亞太各國一道,積極贊同在IOC/WSETPAC成立工作組，合作開展亞洲和西太平洋地區國家海洋輸送塑料垃圾通量研究，全面掌握亞太區域主要河流真實的塑料垃圾輸出入海通量，而不是依賴估算的結果。2019年生態環境部組織中美兩國科學家就海洋塑料垃圾入海量問題進行研討，讓美方了解了我國在消除海洋塑料垃圾方面的努力和我國真實的海洋塑料汙染狀況。
2019年4月，中國在華東師範大學成立了「聯合國教科文組織政府間海洋科學委員會海洋塑料垃圾和微塑料區域培訓與研究中心」，目的是進一步提升亞太地區國家海洋塑料汙染問題的研究水平和能力建設，服務聯合國環境可持續發展戰略。中國受聯合國環境規劃署委託承擔「海洋垃圾熱點評估方法」的編制，並應邀在聯合國第四屆環境大會向全球做介紹，計劃在2021年開展亞太區域國家海洋垃圾熱點評估試點工作。我國還在UNEP、UNEA、UNESCO-IOC/WSETPAC、APEC等國際組織開展各種消減海洋塑料垃圾的國際合作。這些都是推進中國與國際社會在消減海洋塑料垃圾方面制定進一步行動計劃的努力，以達成未來全球海洋塑料垃圾零排放的願景。
來源：中國環境報