塑料對海洋的危害,比預想的還可怕

撰文 | 祝葉華

編輯 | Yuki

在視頻網站上檢索關鍵詞「塑料吸管」、「海龜」，會看到一段科學家救助海龜的虐心視頻：一根塑料吸管插入了海龜的鼻孔中，海龜看上去有些呼吸困難，科學家從海龜鼻中拔出超長吸管後，海龜鮮血直流，慘叫不已。

科學家們正在幫助海龜拔除塑料吸管 | 騰訊視頻

類似於這種塑料迫害海洋生物的視頻和圖片還有很多，塑料正把海洋變成雷區。被譽為海洋生物「幽靈殺手」的塑料垃圾，在近幾年的報導中，展現了對海洋生物痛下殺手的一面。

越來越濃的「塑料湯」

海洋就像一個巨大的湯鍋，人類正在不斷往裡面添加塑料「佐料」，更具體和龐大的數字不斷被拋出。

2007年到2013年的5年時間裡，美國五環流研究所的研究人員利用拖網從5個亞熱帶「環流」、澳大利亞沿岸、孟加拉灣和地中海中開展了24次塑料碎片的打撈。在逐一篩選和分析後，科學家列出了這些海域的塑料汙染清單，其中包括浮標、魚線、漁網、水桶、瓶子和袋子。

對這些塑料碎片計數後發現，大型塑料只佔總數的7%。許多塑料製品在陽光和海浪的衝擊下會分解，最終分解成顯微鏡下才能看到的大小。

研究人員藉助電腦模擬來分析這些調查結果後得出了驚人的數字：全球海洋中至少有5.25萬億個塑料碎片（直徑從低於1nm的微小粒子到直徑超過20cm的大碎片），海洋塑料汙染物總重量約26.9萬噸。研究者隨後用這些數據修正了一個海洋塑料分布模型[1]。

陸地傾倒是海洋的塑料垃圾的主要來源，美國喬治亞大學的珍娜·詹貝克（Jenna Jambeck）和同事對2010年排入海洋的塑料垃圾進行了全球性評估。他們選取192個沿海國家和地區為研究目標，將距離海岸線50km內的居民作為研究對象，通過統計這些地區每人每年產生的垃圾質量、塑料垃圾佔比、以及處理不當的塑料垃圾佔比等數據，利用模型估算出2010年192個沿海國家和地區一共產生了2.75億噸塑料垃圾。其中有480萬噸到1270萬噸進入了海洋，如果取中位數那就是800萬噸塑料垃圾，大致相當於5000億個塑料飲料瓶，而如果將它們放到一起，能讓超過4個北京市區的面積都淹沒在齊腳踝深的塑料垃圾之中[2]。

2010年從陸地進入海洋的塑料垃圾圖示 | Lindsay Robinson/University of Georgia

為了儘可能捕撈到海洋中更小尺寸的塑料，倫敦帝國理工學院的海洋學家埃裡克·范·塞比爾（Erik van Sebille）和他的同事們使用細密的網來「捕魚」。他們綜合分析了11854艘拖網漁船的信息，得出了漂浮在海面或海面附近的小塑料碎片的「全球清單」。這些拖網漁船來自除北極以外的所有海域。他們估算，2014年，海洋中漂浮著15萬億至51萬億塊塑料微粒，總重量在9.3萬噸至23.6萬噸之間[3]。

2016年，新的估算結果又將海洋垃圾的數量推上了新高度：目前海洋中已經有超過1.5億噸的塑料，而數字還在不斷增加，就在你讀這篇文章的時候，每分鐘約有900多萬噸塑料（相當於140萬個500mL的塑料瓶）進入海洋，除非全球採取嚴厲措施進一步回收，否則到2050年，全球海洋塑料垃圾的數量將超過魚類，成為海洋中「人口」最多的住戶。

塑料汙染對海洋生態系統的危害越來越受到人們的重視，它們對覓食的海洋動物構成了極大的威脅，其中包括許多鳥類、海龜、魚類、海洋哺乳動物和無脊椎動物。2017年，海洋環境保護科學方面的聯合專家小組Gesamp發表了他們評估全球微塑料的最新報告，結果證實，已有數萬種生物和100多種物種受到塑料汙染。

魚類肚子裡發現了18塊塑料 | Scientific American

海洋頂級掠食者的剋星

海豚、海豹和鯨魚等壽命較長的物種是海洋生態系統健康的良好指標，但作為頂級掠食者，它們容易受到毒素或塑料等汙染物累積的影響。

2018年印度尼西亞東部一頭被衝上岸的死鯨的胃裡有約5.9公斤的塑料垃圾，其中包括115個塑料杯、4個塑料瓶、25個塑膠袋、兩隻人字拖、一個尼龍袋和1000多塊各式各樣的塑料。鯨目動物是一個水生哺乳動物家族，包括鯨魚和海豚，它們不從海洋中喝水，而是從吃的食物中獲取水。由於攝入的塑料，鯨魚不再能夠攝入大量食物，因此它死於「脫水和飢餓」；另一方面，塑料能釋放的內分泌幹擾物很有可能造成它們的不育。一份報告中提到，一隻虎鯨體內脂肪組織中積累了957 mg/kg的多氯聯苯，是毒性閾值的100倍。雖然到了生育年齡，這隻虎鯨卻不能生育。模型預測表明，由於海洋哺乳動物特別容易受到多氯聯苯的影響，脂溶性EDCs在它們的組織中積累，高脂肪的乳汁和較長的哺乳期意味著母親會將更多的毒素傳給後代，全球虎鯨的數量可能在一個世紀內減少一半[4]。

鯨魚胃裡的塑膠袋，可以鋪滿一整面甲板 | University of Bergen

蝦孫蟹子的「慢性毒藥」

塑料顆粒越小，對海洋生物的危害越大。與大塊塑料相比，微塑料更容易進入海洋生物的體內，甚至連體型微小的浮遊生物也難逃劫難。

2015年7月，來自Five Films的維裡蒂·懷特（Verity White）和她的團隊在英國普利茅斯海洋實驗室的顯微鏡下拍攝了浮遊生物吞食塑料的視頻。他們的靈感來自一項微塑料對海洋浮遊動物影響的研究項目[5]。為了親眼看到這個過程，研究小組用直徑在7~30微米之間的螢光聚苯乙烯小球包圍了橈足類動物（一種浮遊動物），以此來觀察它們到底消耗了多少外來物質。浮遊動物通常以水中懸浮的藻類為食，它們用腿產生電流來吸引食物，並利用化學物質和觸覺感受器來區分不同種類的藻類。不過，有時它們在進食時也會誤食類似大小的塑料。這段視頻拍攝了3個多小時，在這段時間裡，可以看到浮遊生物不停地遊動和加工食物，食物攝入後，螢光珠會緩緩穿過浮遊動物的身體。

螢光珠緩緩穿過浮遊動物的身體 | Newscientist

到目前為止，研究人員發現，包括螃蟹和牡蠣幼蟲在內的一系列浮遊動物都在消耗這些微塑料。在某些情況下，這些生物會在數小時內排出塑料，但如果浮遊動物無法獲得其他食物，塑料可以在它們的腸道內停留長達7天。這就會阻礙浮遊動物正常進食，降低它們消耗藻類的速度，使它們難以生存和繁殖[5, 6]。

玉黍螺在食物鏈中的中心地位使它成為海灘上的關鍵物種。它以藻類為食，是螃蟹的口糧，也受人類吃客的青睞。從微塑料中浸出的毒素會讓玉黍螺喪失躲避螃蟹的能力[7]。正常情況下，當螃蟹接近玉黍螺時，貝類會通過化學信號採取躲避動作，比如躲進殼裡或躲在巖石下面。但是，在實驗室裡，把這些玉黍螺與塑料微粒一起放在水中時，它們卻沒有做出反應。

法國北部國家科學研究中心的勞倫特·蘇蘭特（Laurent Seuront）教授表示：「所有這些行為都受到了完全抑制。這是一個令人擔憂的消息。如果玉黍螺無法感知並逃離捕食者，它們就更有可能消失，進而擾亂整個食物鏈。」實驗中使用的微塑料的濃度與海灘上的相似。眾所周知，微塑料會吸引重金屬和持久性有機汙染物，研究人員認為，這種化學混合物的釋放會干擾玉黍螺的感官[7, 8]。

珊瑚礁的噩夢

科學家發現，繼海洋變暖後，塑料汙染已成為珊瑚礁生存的最大威脅之一。塑料對珊瑚的危害不容小覷：整個亞太地區的珊瑚礁中，約有111億個塑料物品存在，有1/3的珊瑚礁被塑料垃圾所覆蓋——在接下來的7年裡，這個數字可能會增加40%。

塑料製品已經被證明是微生物的理想寄居場所。作為微生物快速滋生的「溫床」，海洋塑料垃圾的增多會大大增加珊瑚患病的風險。科學家研究了澳大利亞、印度尼西亞、泰國等地區的159個珊瑚礁，排查了12.5萬個珊瑚的組織損傷和病灶，得出的結果出人意料：當珊瑚與塑料接觸之後，其患病風險從4%增加至89%，即在與塑料接觸的過程中，珊瑚受到疾病侵襲的可能性要高出20倍。研究人員據此估計，在全球海域中極具破壞力性的珊瑚「白色綜合症」或許與此有某種關聯[9]。

不僅如此，2017年11月，北卡羅來納和杜克大學的研究人員稱，工廠生產出的塑料可能含有數百種化學添加劑，這些化學添加劑中的一種或者多種可能會增加珊瑚的食慾。參與主持這一項目的杜克大學海洋機器人和遙感中心的地理信息系統分析師亞歷山大·C·西摩（Alexander C. Seymour）說：「這些化學物質中的任何一種都可以作為一種興奮劑，使塑料對珊瑚有吸引力。」[10]

白色的塑料薄膜被珊瑚蟲所吞噬 | Duke University

從海鳥到海龜，從水母到鯨鯊，不管是生活著海邊還是海裡，不管體型是大是小，塑料都在以不同的形式和手段迫害這些生物。情況在逐年變糟，而更可怕的是，目前全球海域塑料汙染的位置和形式仍是個迷，沒有人準確知道這些塑料垃圾的確切位置。

進入到海洋的塑料，在洋流的助推下，會滲入到海洋的各個角落。近幾年，深海探測技術發展迅速，科學家們在遙遠深邃的深海角落（如太平洋最深的部分——馬裡亞納海溝）中發現了塑料汙染的蹤跡，塑料已經搶先一步到達人類無法抵達的海域，而它們的下一站，可能就是你我的餐桌。

參考文獻

[1] Marcus Eriksen , Laurent C. M. Lebreton, Henry S. Carson, et al. Plastic pollution in the world's oceans: more than 5 trillion plastic pieces weighing over 250,000 tons afloat at sea. PLoS ONE, 2014, 9(12): e111913.

[2] Jenna R. Jambeck, Roland Geyer, Chris Wilcox, et al. Plastic waste inputs from land into the ocean, Science, 2015, 347(6223):768-771.

[3] https://science.sciencemag.org/content/347/6223/768.

[4]https://www.theguardian.com/environment/2019/feb/27/plastics-leading-to-reproductive-problems-for-wildlife

[5] Matthew Cole, Pennie Lindeque, Elaine Fileman, et al. Microplastic Ingestion by Zooplankton[J]. Environ. Sci. Technol, 2013,47(12): 6646-6655.

[6]https://www.newscientist.com/article/dn27849-plankton-snacking-on-plastic-caught-on-camera-for-the-first-time/.

[7] Laurent Seuront. Microplastic leachates impair behavioural vigilance and predator avoidance in a temperate intertidal gastropod[J]. Biology Letters, 2018, https://doi.org/10.1098/rsbl.2018.0453.

[8]https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135416307667?via%3Dihub.

[9] Joleah B. Lamb, Bette L. Willis, Evan A. Fiorenza, et al. Plastic waste associated with disease on coral reefs[J]. Science, 2018, 359(6374): 460-462.

[10] Austin S. Allen, Alexander C. Seymour, Daniel Rittschof. Chemoreception drives plastic consumption in a hard coral. Marine Pollution Bulletin, 2017; 124 (1): 198 DOI: 10.1016/j.marpolbul.2017.07.030.

本文經授權轉載自微信公眾號「我是科學家iScientist」。

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