海洋失蹤塑料之謎離解開(kāi)又近了一步

想到海洋塑料，您可能會(huì)想象瓶子和袋子在海浪上搖擺，慢慢漂流到海中。然而，現(xiàn)實(shí)更加復(fù)雜，也更加持久。

即使我們今天停止了所有塑料污染，我們的新研究表明，浮力塑料碎片仍將繼續(xù)污染海洋表面一個(gè)多世紀(jì)。

這些碎片緩慢分解，釋放微塑料以冰川般的速度沉入水柱。其結(jié)果是一條將地表與深海連接起來(lái)的“天然污染傳送帶”。

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我們新研究開(kāi)始了解大塊漂浮的塑料一旦進(jìn)入海洋會(huì)發(fā)生什么。我們開(kāi)發(fā)了一個(gè)計(jì)算機(jī)模型來(lái)模擬這些塑料如何降解、破碎并與被稱(chēng)為“海洋雪”的粘性懸浮顆粒相互作用，這些顆粒有助于將物質(zhì)輸送到海底。

海洋雪是海洋的自然降雪：死去的浮游生物和其他有機(jī)顆粒的微小粘稠的薄片聚集在一起并慢慢下沉，攜帶任何粘附的東西，比如微塑料，深入深處.

新模型建立在我們之前的工作了解小于 1 毫米的微塑料的長(zhǎng)期命運(yùn)，這表明塑料只有在分解并達(dá)到臨界尺寸閾值后才會(huì)與懸浮的細(xì)小有機(jī)顆粒相互作用。但這個(gè)簡(jiǎn)單的一維模型沒(méi)有考慮其他物理過(guò)程，例如洋流。

通過(guò)將塑料降解與海洋過(guò)程（包括海洋積雪沉降）聯(lián)系起來(lái)，我們現(xiàn)在已經(jīng)提供了更完整的圖景，了解小塑料顆粒如何在海洋系統(tǒng)中移動(dòng)，以及為什么一些漂浮的塑料似乎從表面消失。

“缺塑料”問(wèn)題

當(dāng)食品包裝紙或漁具碎片等大型塑料到達(dá)海洋時(shí)，它們可以漂浮多年，慢慢受到陽(yáng)光和海浪的沖擊，并被海洋生物膜（生活在塑料表面的微生物群落）定殖。

隨著時(shí)間的推移，它們會(huì)分解成越來(lái)越小的碎片，最終變得足夠小，可以附著在海洋雪上并下沉。但這是一個(gè)緩慢的轉(zhuǎn)變。100年后，約10%在海洋表面仍然可以找到原始材料。

至于其余的，科學(xué)家們早就注意到了進(jìn)入海洋的塑料數(shù)量與漂浮在水面的塑料數(shù)量之間存在令人費(fèi)解的不匹配。

漂浮的塑料必須通過(guò)降解和下沉從海洋表層去除，但到目前為止，這個(gè)數(shù)字還沒(méi)有完全加起來(lái)。我們的研究結(jié)果有助于解釋這個(gè)“缺失塑料”問(wèn)題。

我們并不是第一個(gè)報(bào)告微塑料下沉的科學(xué)家。但是，通過(guò)將微塑料如何與細(xì)小懸浮沉積物結(jié)合的實(shí)驗(yàn)工作與我們對(duì)塑料降解和海洋積雪沉降過(guò)程的建模相結(jié)合，我們提供了微塑料如何從海洋表面去除的現(xiàn)實(shí)估計(jì)，這些微塑料是導(dǎo)致塑料缺失的原因。

海洋的天然生物泵，通常被描述為傳送帶，將碳和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)從地表輸送到深海。我們的研究表明，同樣的過(guò)程也會(huì)移動(dòng)塑料。

但是，存在潛在成本。隨著全球塑料產(chǎn)量的持續(xù)上升，生物泵可能會(huì)變得過(guò)載.如果過(guò)多的微塑料附著在海洋雪上，它們可能會(huì)干擾海洋儲(chǔ)存碳的效率——這種影響可能會(huì)對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)甚至氣候調(diào)節(jié)產(chǎn)生影響。

污染傳送帶

微塑料污染不是短期問(wèn)題。即使我們今天實(shí)現(xiàn)了零塑料垃圾，海洋表面也會(huì)在幾十年內(nèi)受到污染。

為了有效解決這個(gè)問(wèn)題，我們需要長(zhǎng)遠(yuǎn)的思考，而不僅僅是海灘或海洋的清理。政策需要在每個(gè)階段解決塑料的生產(chǎn)、使用和處置問(wèn)題。了解塑料如何在海洋系統(tǒng)中移動(dòng)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵一步。

大型、有浮力的塑料制品會(huì)在幾十年內(nèi)降解，并會(huì)在移動(dòng)過(guò)程中脫落微塑料。這些微小的碎片最終可能會(huì)沉入海底，但前提是要經(jīng)歷海洋積雪的附著和釋放的多個(gè)循環(huán)，這個(gè)過(guò)程可能需要幾代人的時(shí)間。

這意味著幾十年前在海上丟失的塑料今天仍在分解，從而形成新的微塑料的持久來(lái)源。

海洋連接著一切：今天漂浮的東西總有一天會(huì)沉沒(méi)、支離破碎，并以新的形式重新出現(xiàn)。我們的任務(wù)是確保我們留下的東西比我們已經(jīng)漂流的東西造成的破壞性要小。

凱特·斯賓塞，環(huán)境地球化學(xué)教授，倫敦瑪麗女王大學(xué)和吳楠， 生態(tài)建模師， 博士后研究員，英國(guó)南極調(diào)查局;倫敦瑪麗女王大學(xué)

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