微塑料污染寻踪

中国科学家通过研究河水中的塑料微粒,为决策者提供有效管理塑料垃圾的基线数据。

Plastic pellets from ship wreck at beach near Abu Ghusun

图片来源:Wusel007

清晨太阳从地平线上升起的时候,一艘调查船在上海市郊的长江江心下了锚,那里靠近入海口,是世界第三大河流长江汇入中国东海的地方。

研究生江沛霖和3位同事刚在徐六泾水文站收集了今天的第一桶水,他们把水抽出来,用过滤器仔细地收集水中的微粒。

他们都是华东师范大学河口海岸学国家重点实验室的研究人员。在华东师大海洋塑料专家李道季教授的带领下,他们一次又一次地前往这个监测站,测量河水中微型塑料颗粒的数量。

这些被官方称为微塑料的微型塑料颗粒正受到全球科学家、环保主义者和政府的极大关注。中国也很想了解这些看似无足轻重的塑料尘埃的重大影响。

研究人员用大型取样设备在长江口外海面采集含微塑料的水样。
研究人员用大型取样设备在长江口外海面采集含微塑料的水样。(照片来源:李道季)

有害的微塑料

据报道,塑料污染大体上会影响700多种海洋生物。微塑料或者说直径在5毫米以下的塑料颗粒,是一种最近才发现的塑料种类,主要来源于降解的塑料垃圾。个人护理产品中的树脂颗粒或微珠进入下水道后也会导致微塑料在水体中的积聚。

众所周知,鱼类和海洋哺乳动物会因误食塑料袋而生病或死亡。相比之下,微塑料的危害就不那么明显了。它们不会立即导致死亡,但可以进入各种海洋生物体内,然后沿食物链不断向上积累,这就意味着我们从市场上购买的鱼体内可能就含有分解塑料。

科学研究表明,摄入微塑料会导致小型海洋动物因无法使用其他食物而饿死,而位于食物链顶端体型较大的生物则会受到微塑料吸收的有毒物质的影响。 

获取知识

对微塑料的研究可以追溯到上世纪70年代,但直到本世纪初才开始真正受到人们的关注。李教授介绍说,这些最近的科学研究关注微塑料在海洋和沉积物中的分布,以及它们对海洋生物或人体的影响等。

40多个国家的100多所不同的研究机构已经开始研究微塑料,其中大部分是美国、欧洲、澳大利亚以及中国、日本、韩国等东亚国家的研究机构。

在中国,来自9个研究所的50多名研究人员参与了对微塑料的监测和研究。

2015至2017年间,国家科技部和国家自然科学基金支持了20多个微塑料相关的研究项目。

仅李道季教授主持的项目就拥有一个来自4个组织超过40名研究人员组成的团队,在中国沿海共计60个监测点开展工作,另有更多研究人员在中国两大主要河流长江和珠江沿岸进行监测。

李道季和他的团队经常去的徐六泾就是其中一个精心挑选出来的监测点。

长江口地区拥有1.15亿人口,是中国重要的工业和经济中心,这意味着那里也更容易堆积塑料垃圾。

作为长江汇入东海前的重要节点,徐六泾因此成为研究长江微塑料流的重点区域。

江沛霖,他们调查徐六泾河水的目的是检测长江口和附近东海海域中微塑料的存在和分布情况。

中国科学家现在致力于更全面地了解微塑料在淡水和海洋环境中的生态影响,以及它的来源和命运。

长江上的研究

追踪这些塑料微粒并不便宜。

根据李道季教授5月9日给出的数据,他的这个为期5年的国家研究项目耗资总计超过3000万元,其中包括中央政府的1600万元拨款。

就资金投入而言,这是目前中国微塑料研究项目中最大的一个。

追踪微塑料在河流和海洋中的流动也不简单,这需要一个具体的方法和设备来监测水中的微塑料。

2016年9月项目启动以来,李道季的研究团队定期对长江口附近水域中的微塑料进行取样和实验室分析。

研究人员每次都会在徐六泾的4个定点位置,每隔2小时从水面、水中和水底分别取样,直至灌满100公升的水箱。水箱装满后立即用极细的过滤网过滤。

过滤后的滤网以及可能包括微塑料的残留物一起用锡纸包裹,分别保存在不同的容器中,随后送回实验室进行分析。

江沛霖说,根据研究计划,要一年四季对长江水进行取样。5月份的取样工作属于春季,实际上这也是他们最后一次取样长江水。该团队已经成功取回800多份过滤样本。

“分析这些样本的目的是找出微塑料在中国沿海主要河口中分布的时空格局,为中国的河口和沿海地区建立一个系统化的微塑料基线数据平台,”江沛霖解释说。

研究人员正在船上处理样品,为正式的实验室分析做准备。
研究人员正在船上处理样品,为正式的实验室分析做准备。图片来源:李道季

方法很重要

取样和实验室分析的过程对微塑料研究至关重要。李教授说,导致目前全球微塑料研究分歧太大的一个问题在于缺乏统一可靠的方法将微塑料从样本中分离出来。

以往的研究采用了极其耗时的钢筛或尼龙浮游生物网来搜集微塑料粒子,但由于网格大小不同,搜集的结果有显著的偏差。

“此外,关于是否将衣物纤维这一微塑料粒子的重要来源纳入研究中,在学界仍有争议,”李道季解释说:“但许多研究人员不加甄别地采用了不同研究方法得出的数据,没有考虑它们是否具有可比性,这将导致错误结论的出现。”

李道季希望从长江和珠江中获得的连贯系统的陆源微塑料统计数据,能够为更精确地估计中国所有河流中的微塑料总量提供一个依据。

建模与估计

李道季的团队已经着手通过建立模型来预测中国的微塑料排放。他说,虽然我们知道2016年全球塑料产品的年产量达到了3.35亿吨,而且这一数字仍在不断上升,但我们不知道来自中国的塑料垃圾究竟有多少。了解微塑料的数量有助于弄清楚这一点。

“除了证明真正来自中国的海洋塑料污染之外,这也是未来政府对微塑料和塑料垃圾进行有效控制和管理的基线,”李道季说。

李教授的研究一旦发表,将有助于人们更好地了解全球海洋塑料垃圾问题在多大程度上是由中国造成的。

最终,这项研究也有助于绘制出一幅清晰的全球微塑料图景。李教授说,华东师范大学计划在上海设立一个合作中心,以促进一项亚太地区海洋微塑料的分布、来源、去向和影响的国际项目。

技术手段

科学家们要想搞清问题的严重程度本来就不容易,而解决这个问题更是难上加难。

中国中央政府已经做出了很大的努力,禁止进口包括塑料在内的多种固体垃圾,创造性地建立了“河长制”,任命当地高级官员为“河长”,要求其亲自对河流的健康负责,并且早在10年前就出台规定,对使用新塑料袋的消费者收取费用。

目前可以采用的还有一些技术手段。英国、加拿大、美国、澳大利亚、新西兰、欧盟等一些国家和地区已经禁止制造和进口含有塑料微珠的去角质产品或洗浴用品。

例如,在中国“两会”期间,立法者和政协委员齐聚北京制定新的法规。今年就有与会者提议立法禁止在日用产品中使用微珠。

李道季说,很容易就能找到塑料微珠的有机替代品,而且不会对人们的生活或者国民经济产生影响。

事实上,中国政府鼓励用生物降解塑料袋代替传统塑料袋。在这一政策的推动下,中国的生物降解塑料市场增长迅速,并预计还将进一步扩大。“研究与市场”(Research and Markets)近期发布的一份报告发现,2016年国内生物降解塑料的销售增长了13%以上。

联合国环境规划署下属的“北大西洋行动计划”(Northwest Pacific Action Plan)高级协调员列弗·内勒汀希望中国能继续努力改进塑料制品的设计,能够兼顾其使用寿命和可回收性,以提高回收效率,减少一次性塑料的生产。

“这可能包括制定生产设计指南,内容涉及标签以及添加剂(通常对公众健康有害的)的使用,”他在一封电子邮件中写道,并说“这一行动将减少塑料的环境影响,并对出口产品产生影响。”

更大的问题

改变这一局面的紧迫性有增无减。

例如,随着中国城市的不断扩张,新的生活方式、食品配送服务和网上购物已经对上述努力构成了严峻的挑战。根据国家邮政局的数据,2016年中国网上购物共消耗了68亿个塑料袋和3.3亿卷包装胶带。《中国青年报》报道称,三大主要外卖平台日订单量在2000万单左右。

由于垃圾分类系统尚未建立,中国如何防止这些塑料进入环境将是一个至关重要的问题。

跟随华东师大的研究人员在长江上巡航取样的过程中,我不禁注意到江面上漂浮着路过的船只刚刚扔掉的塑料袋、食物和废纸。全球每年生产3.55亿吨的塑料垃圾,江面上这些塑料袋就是其中的一部分。

就在研究人员试图弄明白先前的垃圾遗留下了多少塑料微粒的同时,新的垃圾正在涌入。

 

翻译:金艳