虽然过去半个世纪的“塑料时代”生产的数十亿吨塑料产品极大地改变了我们的生活方式,但进入环境的塑料垃圾正在为自然带来新的挑战。为了模拟塑料进入海洋的命运,日本九州大学开展的一项研究估计,有2530万吨塑料垃圾进入了我们的海洋,其中近三分之二无法监测。更令人震惊的是,分析表明,这可能只是塑料垃圾的冰山一角,另外5.4亿吨的塑料垃圾因管理不善仍被困在陆地上,占迄今为止生产的所有塑料的近10%。虽然科学家们一直在调查海洋表面和海滩,以确定有多少塑料垃圾进入海洋,但人们认为,大量的海洋塑料都在海表以下或位于海底,使用普通的采样设备根本无法进行科学观察。
研究人员表示,为了评估地球海洋中塑料垃圾的数量和下沉,必须考虑从它们诞生到被埋葬的整个过程,从河流排放到海洋,再到运输和碎裂成碎片。研究团队试图通过创建可以模拟这些过程的模型来估计这些隐藏的海洋塑料的数量。他们借鉴现有的研究,推导出描述塑料如何分解和老化的参数,并使用卫星衍生的风数据来整合颗粒的运动。
作为模拟的塑料垃圾来源,他们通过追溯1961年的国内生产总值或对2010年后因管理不善产生的塑料垃圾的预测,来调整最近对河流中塑料垃圾排放的估计。他们还增加了一种来自全球渔业的海洋部分,据说该部分产生了20%的河流塑料排放。
他们的研究结果估计,大型塑料和漂浮在海洋表面的较小块的微塑料仅占所有海洋塑料的3%左右。虽然估计在海滩上有类似数量的微塑料(尺寸小于五毫米的塑料碎片),但23%的海洋塑料垃圾是世界海岸上较大的塑料垃圾。
然而模拟表明,剩余三分之二的海洋塑料可能位于无法监测的位置。其中有一半多是沉降在海底的重型塑料,因为它们的密度比海水大。如今有一半的塑料产品都是由这些重塑料制成的,其中包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚氯乙烯(PVC)。其余的是数年或数十年前排放的微塑料,后来从海洋表面和海滩上被移走,储存在海底和世界海洋的其他地方。
但与海洋塑料相比,陆地上管理不善的塑料垃圾在未来可能进入生态系统和海洋的数量可能会要大20倍。研究人员通过对每年排放到海洋中的塑料垃圾的估计与最近对未回收、焚烧或以其他方式适当控制的塑料垃圾总量估计相结合,得出了他们对管理不善的塑料垃圾总量的估计——这是迄今为止生产的57亿吨塑料的十分之一。由于在自然界中不可分解,这5亿吨管理不善的塑料很可能会比人类在这个星球上的寿命更长。研究人员能够估计海洋塑料的预算,但它们只是地球上塑料垃圾冰山的一角。下一个任务是评估被困在陆地上的近5亿公吨管理不善的塑料的去向。这将是一项艰巨的任务。由于缺乏观测方法,迄今为止在“陆地塑料”领域几乎没有取得什么进展。研究团队最近启动了一项公民科学计划,使用众包照片和人工智能来评估倾倒在城市和海滩上的塑料垃圾量。同时,他们正在继续监测进入海洋的塑料和加强对其变化过程更加深入的理解。(於维樱 编译)