哪个海洋的废塑料最多?

塑料从海岸线,河流,潮汐和海洋资源进入海洋。但是一旦它在那里,它会去哪里?海洋塑料的分布和积累受到海洋表面流和风型的强烈影响。塑料通常是漂浮的,这意味着它们漂浮在海洋表面上,从而使它们可以通过流行的风和海流路线进行运输。

结果,塑料倾向于在海洋回旋中积聚,其中高浓度的塑料位于海洋盆地的中心,而在周界周围则少得多。从沿海地区进入海洋后,塑料倾向于向海盆中心迁移。

关于塑料污染的数据报告分析(3)
在图表中,我们可以看到按海洋盆地估算的地表海水中塑料的质量。Eriksen等。(2014年)估计全世界地表水中大约有269,000吨塑料。注意,这至少比估计的海洋塑料输入量低一个数量级;这里的差异与塑料研究文献中一个令人惊讶但长期存在的问题有关:“ 缺失的塑料将流向何方?”。如我们所见,北半球的盆地中塑料的数量最多。这是可以预期的,因为世界上大多数人口,尤其是沿海人口,都生活在北半球。

但是,作者仍对南部海洋中的塑料堆积量感到惊讶-尽管数量少于北半球,但数量级仍然相同。考虑到南半球缺乏沿海人口和塑料投入,这是出乎意料的结果。

作者认为,这意味着塑料污染可以比以前设想的更容易在海洋回旋管和盆地之间转移。

世界表面海洋中的塑料颗粒据估计,世界地表水中有超过5万亿个塑料颗粒。我们在这里可以看到海洋盆地塑料颗粒的这种分解  。一个大的累积数目的颗粒趋向于从大塑料击穿导致-这导致塑料颗粒对于给定质量的积累。

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该图按盆地概括了海表水域中的塑料。颗粒大小以质量(左)和颗粒数(右)表示。如图所示,按质量计,大多数塑料是大颗粒(宏观塑料),而就颗粒数而言,大多数是微塑料(小颗粒)。
“太平洋大垃圾场”(GPGP)地表水中大量塑料堆积的最著名例子是所谓的“太平洋大垃圾场”(GPGP)。如此处的图表所示,海洋盆地内塑料的最大堆积量是北太平洋。这是由于该区域大量沿海塑料投入以及太平洋地区密集的捕捞活动的综合影响所致。在一项  自然研究中,Lebreton等人。(2018)试图量化GPGP的特征。

GPGP的绝大部分材料是塑料-拖网样本表明大约有99.9%的漂浮物是碎片。作者估计GPGP跨度为160万km 2。这是西班牙面积的三倍多,面积略大于阿拉斯加(美国最大的州)。

GPGP包含1.8万亿片塑料,质量为79,000吨(约占世界表层海洋26.9万吨的29%)。在最近的几十年中,作者报告说GPGP中表面塑料的浓度呈指数增长。

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在图表中,我们看到了GPGP塑料的估计成分。大约52%的塑料来自捕鱼活动,包括捕鱼线,网和绳索;另外47%来自硬塑料,片材和薄膜;其余组件相比则很小(不到百分之一)。钓鱼线,网,硬塑料和薄膜的优势意味着GPGP中的大部分物质都具有较大的颗粒尺寸(中,大塑料)。

我们的塑料在海洋中积聚在哪里,这对未来意味着什么?

现在,世界每年生产超过3.8亿吨塑料,这些塑料最终可能会成为污染物,进入我们的自然环境和海洋。当然,并不是我们所有的塑料废料最终都进入海洋,大多数废品都进入了垃圾填埋场:据估计,进入海洋的全球塑料废料所占的比例约为3%。2010年(我们最新估算的年份)约为800万吨。
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我们生产的大多数塑料材料都比水密度低,因此应该漂浮在海面。但是,我们对海上塑料漂浮量的最佳估算值比一年内进入海洋的塑料数量低几个数量级:正如我们在图表中所显示的,它远低于800万吨,而在数量上几千到十万吨。引用最广泛的估计数之一是25万吨。如果我们目前每年以数百万吨的塑料污染海洋,那么最近几十年我们肯定已经释放了数千万吨的塑料。那么为什么我们在地表水中发现的塑料至少少100倍呢?这种差异通常被称为“缺少塑性问题”。

这是一个难题,如果我们想了解塑料废物可能在何处结束以及其对野生动植物,生态系统和健康的影响,则需要解决。

塑料可持续数十年,并在我们的海岸线上积累

为了试图理解塑料废物进入海洋时会发生什么难题,Lebreton,Egger和Slat(2019)创建了1950年至2015年的海洋塑料全球模型。该模型使用了全球塑料产量,排放量的数据。

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通过塑料的类型和年龄,以及运输和降解速率,不仅可以绘制海洋中不同环境中塑料的数量,还可以绘制其年龄。作者旨在量化塑料在三种环境中在海洋中的累积位置:海岸线(定义为与海洋接壤的干旱地区),沿海地区(定义为深度小于200米的水域)和近海(深度大于200米的水域) 200米)。他们想了解塑料在哪里累积以及它的年龄:几年,十年或几十年?

在可视化中,总结了他们的结果。这针对两类塑料显示:蓝色显示为“宏观塑料”(直径大于0.5厘米的较大塑料材料),显示为红色微塑料(小于0.5厘米的较小颗粒)。

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在未来几十年中,表层海洋中将剩余多少塑料?

Lebreton,Egger和Slat进行的研究挑战了以前的假设,即海洋表层塑料的寿命很短,会迅速降解为微塑料并沉入更大的深度。

他们的结果表明,大分子塑料可以持续数十年。可以沿海岸线埋葬和重铺;并在数年后进入离岸地区。

如果为真,那么这对于接下来几十年我们在表层海洋中期望的塑料量至关重要。相同的研究还模拟了在以下三种情况下世界地表水中塑料的宏观和微观质量如何演变:

1. 到2020年,我们将不再向海洋排放任何塑料;

2. 直到2020年,塑料向海洋的“排放”持续增加,然后趋于稳定。

3. 到2050年,“排放量”将继续增长,与历史增长率保持一致。

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塑料如何影响野生动植物和人类健康?

有许多文献记载了塑料对生态系统和野生生物的影响。经同行评审的塑料冲击出版物可追溯到1980年代。

Rochman等人的分析。(2016)31审查了海洋塑料碎片对动物生命影响的同行评审文件的结果;该研究结果列于下表。

尽管如此,尽管有许多记录在案的案例,但人们普遍承认,目前尚不清楚对生态系统的全部影响。

塑料碎片可以通过三种主要途径影响野生动植物:

纠缠 –用塑料碎片包裹,包围或压缩海洋动物。

迄今为止,据报道至少有344种缠结病例,包括所有海龟物种,海豹物种的三分之二,鲸鱼物种的三分之一和海鸟的四分之一。还记录了34种鱼类与89种鱼类和92种无脊椎动物的纠缠。

缠结通常涉及塑料绳和网和废弃的渔具。但是,也记录了其他塑料如包装物的缠结。

摄取:

摄入塑料可能会无意,有意或通过摄入含有塑料的猎物而间接发生。

据记录,至少有233种海洋物种,包括所有海龟物种,海豹物种的三分之一,鲸鱼物种的59%和海鸟的59%。还记录了37种鱼类被92种鱼类和6种无脊椎动物摄食。

所摄入物质的大小最终受到生物体大小的限制。诸如塑料纤维之类的非常细小的颗粒可以被诸如滤食牡蛎或贻贝之类的小生物吸收。

在大型鱼类中发现了较大的材料,例如塑料薄膜,烟盒和食品包装;在极端情况下,有记录的抹香鲸案例显示吞入了非常大的物质,包括9m的绳索,4.5m的软管,两个花盆和大量的塑料布。

摄入塑料可能对机体健康产生多种影响。大量的塑料会大大降低胃的容量,导致食欲不振和虚假的饱腹感。塑料还会阻塞或穿孔肠胃,引起溃疡性病变或胃破裂。最终可能导致死亡。

在实验室环境中,还观察到了对塑料摄入的生化反应。这些反应包括氧化应激,代谢破坏,酶活性降低和细胞坏死。

相互作用 –相互作用包括碰撞,阻塞,擦伤或用作基材。

在多种情况下,这可能会对生物产生影响。

例如,已证明渔具在碰撞时会造成磨损并破坏珊瑚礁生态系统。基材对塑料的干扰(影响光的渗透,有机物的可利用性和氧的交换)后,生态系统的结构也会受到塑料的影响。

微塑料对健康有何影响?

微塑料对野生生物的影响

正如上面“对野生生物的影响”部分所讨论的,塑料可以通过多种方式相互作用或影响野生生物。对于微塑料(直径小于4.75毫米的颗粒),主要的问题是摄入。

已经表明,许多生物体都摄入微塑料。这可以通过多种机制发生,从滤食者摄取,从周围水吞下或消耗先前已摄入微塑料的生物。

从子细胞到生态系统,不同级别的生物塑料都有许多潜在的影响,但是大多数研究都集中在对成年个体生物的影响上。

摄入微量塑料很少会导致任何生物死亡。因此,不存在经常测量和报告的污染物“致命浓度”(LC)值。有几个例外:普通虾虎鱼接触聚乙烯和pyr;暴露于聚氯乙烯(PVC)中的亚洲贻贝;和大型蚤  新生儿暴露于聚乙烯。

然而,在此类研究中,微塑料的浓度和暴露量远远超过了自然环境(甚至是高度污染的环境)中所遇到的水平。

越来越多的证据表明,摄入微塑料可以影响猎物的消耗,从而导致能量消耗,生长抑制和生育能力受到影响。

当生物摄入微塑料时,它会占据肠胃和消化系统的空间,从而减少进食信号。这种饱腹感可以减少饮食摄入。减少食物消费的影响的证据包括:

亚洲青口贻贝的新陈代谢速率和存活率降低

co足类的繁殖力和存活率降低

减少了水蚤的生长和发育

减少海螯虾的生长发育

在岸蟹减少的能量存储和LUGWORMS

微生物摄入后,许多生物体的饲料没有变化。

许多生物,包括悬浮饲料(例如牡蛎幼虫,海胆幼虫,欧洲扁牡蛎,太平洋牡蛎)和有害(无脊椎动物)(例如,等足类,两栖类)无脊椎动物均无微塑料的影响。54但是,总体而言,对于某些生物来说,肠道(应该在其中放置食物)中存在的微塑料颗粒可能会对生物学产生负面影响。

微塑料对人类的影响

当前,几乎没有证据表明微塑料可以对人类产生影响。

对于人类健康而言,最令人关注的是最小的颗粒-足以被摄入的微小颗粒和纳米颗粒。可以通过几种方式摄入塑料颗粒:通过水口服,食用含有微塑料的海产品,通过化妆品通过皮肤(被确定为极不可能但可能的)通过皮肤,或吸入空气中的颗粒。

微塑料有可能在食物链中传递到更高的水平。当某物种消耗食物链中较低水平的,在肠道或组织中具有微塑料的生物时,就会发生这种情况。已经记录到食物链中较高水平(鱼类中)存在微塑料。

可能限制人类饮食摄取的一个因素是,鱼中的微塑料往往存在于肠道和消化道中-鱼的一部分通常不被食用。

胃肠道以外鱼类(例如组织中)中存在的微塑料仍有待详细研究。还鉴定了用于人类食用的双壳类(贻贝和牡蛎)中的60种微塑料和纳米塑料。但是,人类暴露和潜在风险都没有被确定或量化。

在其他食品中也检测到塑料纤维。例如蜂蜜,啤酒和食盐。但建议可以忽略不计健康风险的作者,因为这暴露的结果。

目前尚不知道微量塑料摄入的水平。人们对这种粒子如何在体内相互作用的了解甚少。微量塑料可能直接穿过胃肠道而没有碰撞或相互作用可能是这种情况。

例如,对北海鱼类的一项研究表明,检测到微塑料的鱼类中有80%仅含有一种颗粒-这表明,摄入后塑料不会长期持续存在。相反,贻贝中的浓度可能更高。

是什么引起对微塑料影响的担忧?

已提出塑料颗粒的三种可能的毒性作用:塑料颗粒本身,吸附到塑料上的持久性有机污染物的释放以及塑料添加剂的浸出。

迄今为止,尚无证据表明有有害影响–但是,预防原则表明,这并不意味着需要认真对待接触。

由于微塑料具有疏水性(不溶性),并且具有高的表面积体积比,因此它们可以吸收环境污染物。如果环境污染物大量积累,这些浓度就有可能在整个食物链中“生物放大”到更高水平。

多氯联苯的生物放大率因生物体和环境条件而异;多项研究表明,尽管摄入了多氯联苯的生物体仍没有摄取多氯联苯的证据,例如,一些贻贝已显示出将某些化合物转移到消化腺中的能力。

迄今为止,尚无明显证据表明人类中存在持久性有机污染物或浸出的塑料添加剂。对该领域的持续研究对于更好地了解塑料在更广泛的生态系统中的作用以及对人类健康的危害至关重要。