99%的海洋塑料垃圾都去哪了?原来海底有个垃圾场

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2020年05月22日 17:30:02
来源:申博电子游戏登入虎嗅网

本文作者:学术头条,题图来自:视觉中国

人们通常认为,海洋表面的微塑料颗粒会直接沉降到下面的海底,失踪的99%海洋塑料可能抵达深海,但仍不清楚其具体位置。近期《科学》杂志上,由英国曼彻斯特大学、英国国家海洋学中心、德国不来梅大学、法国IFREMER大学和英国杜伦大学的研究人员利用从第勒尼安海(意大利西海岸外)取样的高分辨率沉积物数据以及数字模型,终于弄清了失踪的99%海洋塑料(微小的塑料碎片和纤维)的位置和含量。

本研究的主要作者,曼彻斯特大学伊恩·凯恩博士说:“几乎每个人都听说过臭名昭著的海洋垃圾带漂浮塑料,但我们对在深海海底发现的高浓度微塑料感到震惊,这些微塑料并不是均匀分布在海洋区域,相反,它们随着强大的海底洋流分布,这些洋流把它们集中在某些特定的地区。”

微塑料:海中PM2.5

早在2004年,英国普利茅斯大学的汤普森等人在《科学》杂志上发表了关于海洋水体和沉积物中塑料碎片的论文,首次提出了“微塑料”的概念。

据悉“微塑料”是指直径小于5mm的塑料碎片和颗粒,又被称为“海中PM2.5”。由于“微塑料”颗粒直径微小,体积小,就意味着具有更高的比表面积(比表面积指多孔固体物质单位质量所具有的表面积),比表面积越大,吸附的污染物的能力越强。因此与不可降解的“白色污染”塑料相比,“微塑料”对环境的危害程度更大。

众所周知,携带工业和生活废水的“微塑料”可从河流进入海洋,洋流控制着全球海洋表面塑料的分布,从而在海洋表面形成了一片片漂浮的垃圾。然而,海洋表面塑料浓度仅占全球海洋塑料的1%。大部分塑料都沉入了深海。目前,这些塑料在深海底部的位置仍不清楚。

终于,来自英国曼彻斯特大学、英国国家海洋学中心、德国不来梅大学、法国IFREMER大学和英国杜伦大学的研究小组通过收集来自第勒尼安海(地中海的一部分)海底的沉积物样本,并将这些样本与经过校准的深海洋流模型和详细的海底测绘相结合。在实验室里,微塑料从沉积物中分离出来,在显微镜下计数,然后用红外光谱进一步分析以确定塑料的类型。利用这些信息,研究小组能够展示洋流是如何控制海底塑料微粒的分布的。

结果发现海底洋流可控制这些“微塑料”的流动,它们可将微塑料携带至海底峡谷,随后通过“底层水流”在海底运输,最终将这些细颗粒沉积下来从而堆积大量沉积物。研究人员将这些沉积物称之为“微塑料热点地区”。这些热点地区似乎是深海的“垃圾带”。

此外,这些深海洋流还携带着含氧水和营养物质,这意味着海底“微塑料热点地区”也可以容纳重要的生态系统,这些生态系统可以消耗或吸收这些微塑料。

每平方米190万个微塑料

原来,微塑料主要集中在海洋600至900米的深处,这个地方的洋流与海底的相互作用最大。它们要么缓慢沉降,要么被偶尔出现的浑浊洋流——强大的水下雪崩——迅速输送到海底峡谷深处。微塑料一旦进入深海,靠近海洋底部的缓慢流动的洋流会推动微塑料的流动,这些洋流可以优先将纤维和碎片集中在大量的沉积物中,进而在深海的沉积物中形成微塑料热点地区。

目前发现,几乎所有的海底样品都含有微塑料,其中大部分是纤维。这些海底微塑料主要由来自纺织品和服装的纤维组成。这些污染物在生活污水处理厂得不到有效的过滤,很容易进入河流和海洋,而浓度最高的微塑料可堆积在轮廓岩上。重要的是,鉴于海底洋流可为深海生物提供氧气和营养,同样地,这些有毒微塑料可能会进入生物多样性的热点地区,进而增加深海生物摄入的机会。

微塑料通过载有工业和生活废水的河流输送到海洋,再由强大的沉积物(浊流)带到海底峡谷,然后通过“底流”在海底运输,并沉积在泥沙中

此外,研究人员发现海底洋流产生的微塑料热点地带的微塑料含量也高的可怕,最多可达每平方米190万个微塑料,达到有史以来全球海底环境中报告的最高水平。

本研究的作者,国家海洋学中心的迈克·克莱尔博士说:“我们的研究表明,对海底洋流的详细研究可以帮助我们发现深海中的微塑料运输途径,从而帮助我们找到丢失的微塑料。这样一个结果强调了使用政策干预来限制未来塑料流入自然环境,并尽量减少对海洋生态系统的影响的必要性。”

海洋底流控制着微塑料的深海命运(来源:Science)

英国杜伦大学地球科学系的弗洛里安·波尔博士说:“很不幸,微塑料已经成为一种新型的沉积物颗粒,它与沙子、泥土和营养物质一起分布在海底。因此,我们的研究表明,诸如海底洋流之类的沉积物运输过程会将塑料颗粒集中在海底的某些位置。”

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