深海1萬公尺處的塑膠袋:塑膠垃圾汙染日益嚴峻

自然環境 科學

地球上最深的馬里亞納海溝已發現塑膠袋,深海海底的塑膠垃圾汙染問題日益嚴峻。在人類未知的世界,究竟發生著怎樣的變化?

深達馬里亞納海溝的塑膠袋

我們日常生活的足跡在地球上最深的海域留下了鮮明的印記,日本海洋研究開發機構(JAMSTEC)與聯合國環境規劃署世界保護監測中心(UNEP-WCMC)合作,根據過去30年間潛水器收集的海底垃圾圖像資料(*1),在全球首次發表了深海6000公尺以下海域塑膠垃圾分佈的論文

載人潛水艇「深海6500」收集了大量深海海底塑膠垃圾考察資料(提供:日本海洋研究開發機構)

尤其值得關注的是,水深超過2000公尺的深海海底發現的垃圾中有33%為塑膠製品,其中89%的塑膠垃圾是我們每個人日常使用的超市中發放的塑膠購物袋等所謂一次性塑膠製品。在6000公尺以下深海海域,塑膠垃圾的比例增加到50%(一次性塑膠製品為92%)。這一事實表明,雖然深海海底對於人類而言尚屬未知世界,卻已不可避免地受到了人類活動的影響。

這篇論文提到在水深1萬多公尺的馬里亞納海溝發現塑膠袋,從而引起各國媒體的廣泛關注。但是這一資料發佈的日期已是20年前的1998年,從上世紀80年代起,資料庫就在持續記錄一次性塑膠垃圾。塑膠汙染並非現今才出現的問題,而是從幾十年前起就一點點地開始在海底積累了。

在馬里亞納海溝發現的貌似塑膠袋碎片的垃圾(水深1萬898公尺處)(提供:日本海洋研究開發機構)

(*1) ^ 1982-2015年在水深100公尺以下海域實施的5010次考察資料

無法回收的深海海底塑膠垃圾

近10多年間,歐美等國家利用拖網或深海潛水艇多次對深海海底垃圾進行調查。報告顯示,與人口數量龐大的城市相鄰的海域,其海底垃圾數量巨大,除塑膠垃圾外,漁網和輪胎等工業廢棄物的比例也很高,從地形上看,垃圾容易堆積在海底谷等低窪海域。不過,在遠離大陸的外海海底,塑膠垃圾的比例與其他垃圾相比卻占絕對優勢。這是因為一次性塑膠製品重量輕,很容易地就被海流沖到遠離人類活動的大洋中。

觀測表明,海洋表面的塑膠容易聚集在特定的海域,這些垃圾繼而隨著海水的垂直迴圈沉入中層。如果深海海底是它們漂流的終點,那麼上述考察結果表明,從沿海海域到外海,從海洋表面到中層乃至深海,塑膠垃圾有可能已分佈到整個地球的海洋中了。深海汙染是映照全球海洋問題的一面鏡子。

研究人員逐漸發現,這些塑膠進一步分解為小於幾毫米的細微顆粒,化妝品中所含的塑膠微粒和塑膠微粒等化纖衣物在洗滌中掉落的纖維也會留在水中,塑膠微粒汙染已遍及全球。最近在北冰洋5000公尺以下深海海底發現高密度塑膠微粒,無論是從現階段的技術還是從成本考慮,都無法回收流向外海或深海的塑膠垃圾。

掛在深海管蠕蟲(像紅色髮夾般的生物)身上的塑膠袋。深海管蠕蟲靠食用深海析出的礦物質為生,是一種極為特殊的深海生物,對揭示生命進化具有重要意義(提供:日本海洋研究開發機構)

對深海生態系統的影響堪憂

塑膠汙染影響到海洋生態系統,海豚或海豹被漁網纏住,鯨魚或海鳥疑似因誤食塑膠致死,此類令人心痛的畫面已被廣泛報導。那麼,塑膠垃圾對深海生態系統產生著怎樣的影響呢?

日本海洋研究開發機構的資料記錄了纏繞在深海生物身上的塑膠垃圾,以及深海生物附著在塑膠垃圾之上的畫面。深海生態系統中存在著大量實現了獨特進化的物種,在探索人類未知的遺傳基因資源及生物多樣性方面具有極為重要的作用,它們生長緩慢,一旦其生存海域遭到破壞,恐將招致整個物種的滅絕。然而,由於深海觀測機會非常有限,因此我們很難知曉塑膠垃圾的物理影響。

在水深6000公尺以下深海海域發現的人體模型頭部。右圖為1年後在同一地點拍攝。可見生物附著於其上(提供:日本海洋研究開發機構)

引人深思的是,塑膠垃圾為無法附著在泥質柔軟海底的海葵類生物提供了附著的基質,因此可能會擴大這些生物生活的海域。如果有自然狀態下不會棲息的生物入侵,就會擾亂原有的生態系統。此外,由肉眼不可見的塑膠微粒釋放出的有害化學物質對深海生物的影響尚有很多不明之處。

附著在塑膠袋上的海葵。海葵通常難以附著在柔軟的基質上,塑膠垃圾為它們提供了棲息地(提供:日本海洋研究開發機構)

通過限制流入海洋的垃圾數量來防止汙染

海洋塑膠垃圾汙染問題十分嚴峻,但還是有希望改善的。上文談到外海的塑膠垃圾是無法回收的,不過我們至少可以通過對流入海洋的垃圾數量進行限制,來防止汙染的進一步擴大。當今國際社會宣導「Reduce(減產)、Reuse(再利用)、Recycle(回收利用)」,減少一次性塑膠垃圾的運動大潮空前高漲。

2017年6月首屆聯合國海洋大會召開,「健康的海洋(Healthy Ocean)」成為實現聯合國持續發展目標(SDGs)的標誌之一。截至2030年,應實現的目標之一為減輕塑膠汙染,在2017年12月召開的聯合國環境大會上,幾乎所有加盟國都表明了為實現這一目標而努力的意願。聯合國環境規劃署(UNEP)以減少一次性塑膠為目標開展「清潔海洋行動」,歐洲各國以及被視為主要海洋塑膠汙染源的亞洲各國也迅速採取法律措施,對一次性塑膠製品的生產加以限制。遺憾的是,目前日本在政策上對塑膠汙染採取的措施還落後於世界,今後亟待制定「海洋立國」戰略。

在自上而下的推動下,企業及企業家以此為新的商機,積極開發新產品新技術,與市民聯合起來開展的科普活動及海灘清潔活動等自發行動也令人矚目。紀錄片「塑膠海洋」以令人震驚的畫面報導了海洋汙染現狀,自然科學節目「藍色星球2」創下全英年度收視率最高記錄,媒體的影響力對市民環保意識的提高起著重要作用。

值得關注的是,與全球氣候變暖和海洋酸化等其他至關重要的全球環境問題相比,國內外對於塑膠汙染所採取的政策以及社會反響格外迅速。其中一個重要原因在於,塑膠垃圾百分之百來自於人類的活動,對生態系統的巨大影響比起過程複雜的氣候暖化和海洋酸化來得要直接,易於訴諸決策者和普通人的感官。如果「Reduce Reuse Recycle」能積極發揮作用,便可減少流入全球海洋中的塑膠垃圾數量,這也提高了人們參與環保行動的積極性和主動性。總之,海洋塑膠汙染是只要努力即可解決的問題。

立足科學採取措施的必要性

目前在解決塑膠汙染問題上,世界範圍內自上而下和自下而上兩方面都在穩步推進,這種形勢實在令人欣慰。但遺憾的是,現階段還是政策先行,決策者並沒有在充分的科學依據的基礎上進行決策。塑膠汙染從陸地進入海洋後,便會跨越國境,擴散到整個世界,這些流入外海的垃圾沉入海中、被捲入深海並在固定地點堆積起來的過程,以及在此過程中如何被分解,對於人類尚屬未知領域。

面對遼闊無際的海洋,要在有限的預算和時間上獲得高效成果,至關重要的是國際社會齊心協力,弄清塑膠垃圾從主要汙染源到堆積海域或海底的途徑,在此基礎上考慮高風險海域和海洋生態系統等生物多樣性熱點地區的關係,明確保護管理和監管體制的輕重緩急,為此必不可少是充分的科學知識。如上所述,人類肉眼不可見的威脅——塑膠微粒,對決定其分佈的海洋機制和生態系統帶來的影響還存在著很多不明確之處,這是首先應當著手解決的問題。

從事海洋塑膠汙染研究的科學家,根據不同預算及不同考察目的,採取各種方式在全球各大海域展開著獨立考察。目前,這些專案已經開始聯合起來簽署協定,目的是對一次性塑膠及塑膠微粒進行全球規模的觀測並共用資料。為了減輕海洋塑膠垃圾的汙染,為了人類在未來能擁有「健康的海洋」,海洋科學家肩負著重大責任。

標題圖片:被塑膠袋纏繞的柳珊瑚(提供:日本海洋研究開發機構)

環境問題 垃圾 海洋 深海海底