據調查,微塑料分布遍及全球海洋,從近岸到大洋、從赤道到極地、從海洋表層到深海洋底,人類都發現了它的蹤跡。
微塑料是指粒徑小於5毫米的塑料個體,又被稱為海洋中的「PM2.5」。近年來,作為海洋環境研究新領域,海洋微塑料汙染問題引起了各方關注,成為國際生態環境科學研究領域的前沿,也是全球海洋治理的熱點、難點。
「目前,科研人員逐步了解塑料進入海洋的循環過程和生態效應,評估其對海洋生態系統、人類健康的影響。但對於海洋塑料垃圾和微塑料,仍有很多未解之謎有待研究。」華東師範大學海洋塑料研究中心主任李道季說。
備受關注的海洋微塑料
2004年,英國學者理察·湯普森首次提出「微塑料」概念。根據野外調查結果,理察·湯普森認為大海裡「微塑料」含量在20世紀60年代到90年代發生了顯著增加,因其可能被海洋生物攝食從而具有潛在危害,引發各方對微塑料汙染問題的廣泛關注。
2008年,美國華盛頓大學舉辦的第一屆國際海洋微塑料分布、影響及歸趨研討會上,與會專家首次將微塑料定義為直徑小於5毫米的塑料顆粒。該類型塑料較易被海洋生物攝食,但並不能對海洋生物產生類似由大型塑料垃圾引起的纏繞危害。自此,該定義得到廣泛使用,但國際學術界對微塑料的大小、範圍、定義仍然存在爭議。
2011年,聯合國環境規劃署將海洋塑料垃圾列為《2011年聯合國環境規劃署年鑑》三大主要議題之一。2014年,在肯亞首都奈洛比召開的第一屆聯合國環境大會上,聯合國環境規劃署發布了《2014年聯合國環境規劃署年鑑》《評估塑料的價值》等報告,將海洋塑料垃圾汙染列為過去10年最為緊迫的環境問題之一。大會認為越來越多的塑料垃圾威脅著海洋生態環境健康,每年全球海洋生態系統因此造成高達130億美元的經濟損失。
2015年6月,聯合國環境規劃署發布針對塑料微粒管理的預防性措施報告,呼籲逐步禁止在護膚品、化妝品中添加塑料微珠,得到了各國的積極響應和支持。
2016年,在奈洛比召開的第二屆聯合國環境大會上,與會各方繼續探討海洋塑料垃圾汙染問題,將其認定為與全球氣候變化、臭氧耗竭、海洋酸化並列的全球性環境問題,呼籲國際社會從國際法規、政策措施等方面加強對海洋微塑料的管控。
我國積極開展微塑料研究
早在2013年,我國科研人員就啟動了海洋微塑料研究。李道季所在的華東師範大學河口海岸學國家重點實驗室,是國內最早開始海洋微塑料研究的科研機構之一,在國際學術刊物上發表了中國第一篇關於海洋微塑料研究的論文。2015年底,華東師範大學海洋塑料研究中心成立。
中國科學家在大洋開展微塑料調查。記者 趙寧 攝
據介紹,2015年~2017年,科學技術部、國家自然科學基金委員會支持了20多個與海洋微塑料研究相關的項目。從2016年開始,我國已經組織開展了海洋微塑料的試點監測,初步掌握了我國重點海域和海洋生物體內的微塑料汙染情況。2016年,科技部國家重點研發計劃海洋環境安全保障專項「海洋微塑料汙染監測和生態環境效應評估技術研究」項目啟動。目前,我國已有30多家研究單位正在從水體、生物體、沉積物、大氣、食品等方面開展微塑料研究,調查範圍涵蓋海灘、河口、近海、內陸河流、湖泊等不同環境類型,並逐漸向深海、大洋、極地拓展。
李道季表示,迄今為止,我國的海洋微塑料研究涵蓋各種生態環境的微塑料豐度、分析方法、生物累積、毒性效應、微生物降解,以及微塑料的汙染控制和管理等。
2018年,我國塑料垃圾入海通量模型建立與預測研究取得重要成果,獲得了我國塑料垃圾入海量及變化預測結果,這一研究結果修正了西方學者關於「中國是全球192個沿海國家中陸源海洋塑料垃圾最大源頭」的估算結果,在國際學術界產生了重大影響。
我國是世界上較早發布「禁塑令」的國家之一,就塑料垃圾治理制定出臺了一系列法律法規,如《固體廢物汙染環境防治法》《廢塑料回收與再生利用汙染控制技術規範》《循環經濟促進法》《清潔生產促進法》《海洋傾廢管理條例》等。近年來,我國正在快速推進應對塑料垃圾問題的立法和修訂工作,實施了城市垃圾分類、「無廢城市」試點建設、「美麗鄉村」建設等舉措,在多地開展了打擊固體廢物環境違法行為專項行動,在削減陸源固體廢棄物汙染、控制塑料垃圾入海等方面起到了積極作用,有效減少了向海洋輸送的塑料垃圾數量,為全球海洋塑料汙染治理貢獻力量。「根據國家發改委和生態環境部2020年1月發布的《關於進一步加強塑料汙染治理的意見》,目前,我國部分地區正在制訂進一步加強塑料汙染治理的實施方案,將進一步杜絕塑料垃圾和微塑料向海洋的排放,是從源頭上解決海洋塑料垃圾和微塑料汙染問題的重大行動。」李道季表示。
近年來,中國積極推動應對海洋塑料垃圾汙染的國際合作,中國學者在聯合國環境規劃署、聯合國教科文組織政府間海洋學委員會、北太平洋海洋科學組織、西北太平洋行動計劃、聯合國海洋環境保護科學問題聯合專家組等國際組織中領銜開展了大量區域合作研究。
多措並舉防控微塑料汙染
「雖然我們對海洋微塑料的認識不斷加強,但還有許多科學問題沒有解決,需要進一步深入研究探討。」李道季指出,當前各國科學家對海洋塑料垃圾和微塑料的來源、運輸路徑、歸趨及毒理學效應、潛在生態風險的認識存在不足,沒有統一、標準的研究方法,各國應對措施存在較大差異。
研究表明,微塑料能夠被海洋生物攝食,阻塞其攝食輔助器官和消化道,造成物理傷害和毒理學效應。微塑料還會在生物體內累積並隨食物鏈傳遞,進而可能對海洋生物造成有害影響。
「由於缺乏人類吸入、攝入暴露在不同濃度的塑料粒子相關數據,科研人員難以對劑量-效應關係展開更加深入的研究。」李道季介紹,根據世界衛生組織發布的評估報告顯示,目前還沒有確定證據表明微塑料對人類健康構成較大風險。
目前,國際社會正在研究海洋塑料垃圾、微塑料的汙染熱點以及環境風險評估方法,加快高效的塑料循環再利用技術研發進程,推動制訂具有較強約束力的海洋塑料垃圾、微塑料管控計劃,從而形成管控海洋塑料垃圾、微塑料的「國際公約」。因此,海洋塑料、微塑料的源-匯過程、風險評估及應對策略將繼續成為國際研究熱點。
2015年,自然資源部第一海洋研究所成立了海洋微塑料研究團隊,2016年建立了海洋微塑料檢測與環境效應研究平臺,在海洋微塑料監測、檢測技術、大洋微塑料調查等方面開展了大量工作,是我國第一個在南極水體發現微塑料的團隊。團隊野外調查研究涵蓋中國近海、大洋、南北極的水體、沉積物和生物體,實驗室研究包括海洋微塑料對微藻和微生物的影響、聚氯乙烯微塑料對血紅蛋白結構和人體可能產生的影響等,為評估我國近海微塑料汙染狀況及其對生態安全的影響提供了科技支撐。
通過實驗室和現場實驗,海洋一所微塑料科研團隊建立了不同介質裡微塑料的分離和分析方法;開展了微塑料對典型汙染物的富集特徵研究,發現微塑料對不同類型汙染物的富集能力與微塑料的組分有關;首次分析了中國南北方兩個海域長時間尺度下不同組分微塑料表面微生物的群落結構特徵;通過對海灣沉積物裡微塑料垂直分布的分析發現微塑料的累積分布與社會發展和人為影響的緊密相關性。這些結果為探討微塑料在海洋環境中的變化趨勢及其對海洋環境的生態影響提供了理論依據。其中團隊圍繞西沙群島珊瑚礁系統中水體、魚類及珊瑚體進行的微塑料分布特徵和環境行為研究表明,珊瑚礁系統已受到微塑料廣泛的影響,該成果發表在環境科學領域頂級期刊《環境科學與技術》上,引起了國際關注。
「海洋微塑料對海洋生態系統的潛在隱患不容忽視。」在海洋一所微塑料團隊負責人孫承君研究員看來,海洋微塑料治理要未雨綢繆,全面掌握微塑料在海洋中的分布特徵、遷移規律,查明其對海洋生態系統的危害機制,找到切實可行的管控防治之道,助力全球海洋微塑料調查和國際治理。
「要從源頭上防治海洋微塑料汙染,需要全社會廣泛參與。」孫承君建議,進一步加強輿論宣傳與科普教育,結合推行垃圾分類普及海洋環保意識,以切實提高全民海洋微塑料汙染防控的參與度等。
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記者:趙寧