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李道季:防“微”杜渐,我们在行动

2019-07-11 16:40来源:极速快3彩票—极速快三邀请码编辑:董颖作者:

  微塑料是海洋环境中一种新兴污染物。由于微小,在环境中肉眼往往难以看见。

  2004年,英国科研人员在《科学》杂志上发表了关于海洋水体和沉积物中塑料碎片的论文,首次提出微塑料的概念——直径小于5毫米的塑料碎片和颗粒。

  “塑料垃圾是海洋不能承受之重。” 华东师范大学海洋塑料研究中心主任李道季告诉记者。近年来,他带领团队最早在国内开展海洋微塑料污染的研究。目前,由他领衔的国家重点研发计划“海洋微塑料监测和生态环境效应评估技术研究”项目正在如火如荼开展之中。

  这也是全球第一个由政府设立的国家级重大研究项目。

  李道季说,据统计,全球每年有400万~800万吨的塑料垃圾进入海洋,随时间的流逝破碎成不计其数的小型塑料存在于水体中,能够存在几十年甚至数百年时间,对海洋生态环境造成不良影响。“减少塑料垃圾进入环境,遏制塑料垃圾的污染,是人类不可推卸的共同责任。”

  警惕“海洋中的微小塑料污染”

  李道季介绍,根据来源,微塑料可分为两类:一类是初生微塑料,其成品就是微塑料粒,例如日化用品中含有的微塑料及塑料微珠在运输过程中泄露进入环境;另一类是次生微塑料,也就是体积较大的塑料垃圾进入自然环境后,经光照、物理、化学及生物降解作用,碎片化形成的微塑料。

  最终,不同来源的微塑料进入海洋,或悬浮在海水中,或沉积到海底埋藏于沉积物中。

  “微塑料之所以被关注,是因为它一旦进入了海洋,就很难再去清除。有的塑料是很难降解的,这就意味着它在海洋中能持续很长时间的存在,如果人类不限制塑料垃圾流入海洋,污染继续加剧,那么它在海洋中存在的数量会越来越多,最终就会产生很大的环境问题。”李道季说。

  据新华社早前报道,全球每年生产的塑料约3亿吨,其中约有10%的塑料会进入海洋。据估计,海洋垃圾80%以上来自陆地,其中塑料垃圾高达80%~95%,如果不加处理,将逐渐破碎变成微塑料。英国天空新闻台(Sky News)曾报道,2015年,一头鲸鱼被海水冲上英国斯凯特岛,搁浅而亡。研究人员解剖后发现它的胃里装满了重达4公斤的塑料垃圾。

  不断有科学家在海洋生物的研究中发现微塑料。李道季指出,除了破坏海洋环境外,海洋微塑料会进入食物链,并进而会影响到海洋生态系统的健康和可持续发展。

  海洋微塑料极易被生物当作饵料而误食。李道季解释到,这是由于其与海洋食物链底端生物处于相同的尺寸范围,而且表面可以附着微生物和其它海洋生物。在食物网的流动过程中,会对生物产生物理和化学上的危害。

  “比如,无法被消化也不容易排出体外的塑料垃圾,在海洋生物的消化道中长期累积,会使生物产生饱腹感,导致营养不良甚至因无法摄食而死亡;微塑料自身的化学毒性以及从环境中吸附的化学毒物,可能会对摄食的生物产生直接伤害,并且可能在食物链中的各个水平生物体内富集。”

  在李道季看来,塑料垃圾和微塑料还可能造成入侵物种及病原微生物的传播。在海洋环境中的它们就像一艘乘风破浪的小船,相对于漂浮的藻类和其它生物残骸等自然基质,它的性质更加稳定,能搭载附着在表面的海洋生物和微生物随洋流旅行,其中包含的部分有害微藻和致病菌,可能对海洋生态系统产生影响。

  目前,尽管全球海洋中的微塑料总量尚无准确的统计数据,但它广泛存在已是不争的事实。如今,微塑料的分布区域已遍及地球各个角落,从近岸河口区域到大洋,从赤道海域到南北极,从海洋的表层到大洋的超深渊带,人类都发现了它的踪迹。

  李道季坦言,微塑料问题近年来才被广泛关注,它对海洋生态系统及人类健康的危害机制的相关研究还都在进行中。

  “目前还没有研究直接证明海洋微塑料对人体产生危害。但塑料往往要几百年后才会分解破碎,如果任由它累积、释放和污染,会造成越来越大的影响。”李道季认为,研究海洋微塑料的目的之一在于探究其对海洋生态和环境的影响,尤其对海洋生物的影响,以及是否会对人类产生不良影响。

李道季团队在印度洋进行海洋微塑料拖网采样

  向海洋塑料垃圾和微塑料宣战

  面对塑料垃圾和微塑料在海洋中的泛滥,如何加强监测和防控,世界各国已经积极展开了行动。

  联合国从2014年开始高度关注海洋塑料垃圾和微塑料的污染。2016年5月联合国环境署发布了海洋微塑料污染的全球评估报告,并敦促各沿海国家尽快加强海洋微塑料的科学研究和相关法规的制定工作。2017年2月联合国环境署发起了全球运动,呼吁政府、行业和消费者减少塑料的生产和过度使用。该运动计划在2022年前消除海洋垃圾的主要来源:化妆品中的塑料微珠成分以及一次性塑料制品的过量使用。2017年6月首届联合国海洋大会,通过《我们的海洋、我们的未来:行动呼吁》文件,呼吁各国减少使用塑料、预防和显著减少塑料和微塑料等各种海洋污染。

  我国的微塑料研究始于2013年。“当时国际上刚刚兴起研究热潮。”李道季说,华东师范大学河口海岸学国家重点实验室在国内最早开始海洋微塑料污染研究,并在国际刊物上发表了中国第一篇海洋微塑料的研究论文。

  近年来,一场从流域、河口、近海到大洋,再到极地的规模浩大的微塑料监测和研究行动正在陆续展开。据报道,2015年至2017年,科学技术部和国家自然科学基金委已经支持了20多个与海洋微塑料相关的研究项目。目前,中国已有30多家科研单位正在开展水体、生物体、沉积物、大气、食品等微塑料污染研究。

  2016年,国家海洋局启动了近海微塑料监测;2017年,首次将海洋微塑料监测拓展至大洋和北极;2018年,“向阳红01”等科考船也针对中国近海、印度洋、大西洋、太平洋及南极区域开展大尺度范围的微塑料调查。

  2016年,李道季领衔的国家重点研发计划“海洋微塑料监测和生态环境效应评估技术研究”项目正式启动。“这代表了国家层面对微塑料研究的支持。”李道季说,“这也是全球第一个针对海洋微塑料污染问题由政府设立的国家级重大研究项目。”

  茫茫大洋中,李道季团队科研人员将Manta微塑料采集网徐徐放入海中,约半小时后将其收回。队员将样品从采集网中取出、洗净,放入样品瓶中,回到实验室后,插入必然量的酸溶液去除样品中的有机质,再使用高密度盐溶液浮选塑料样品,通过过滤将样本截留在滤膜上,以此获取微塑料样品。之后,科研人员借助显微镜和红外光谱分析,得到微塑料的总量、粒径、身分、形状和颜色等重要信息……这也是海洋微塑料的一般采集和检测历程。

  “通过这种方法,我们可以采集海洋表层大概30cm以上的水层中的微塑料,同时,我们也在研究水柱及海滩沉积物中的塑料垃圾。”李道季说。

  近年来,李道季带领团队在海洋微塑料领域深耕细作,建立了全面的研究机制,做了大量的科研工作,扬帆起航,破浪前行。

  “目前,我们基本掌握了中国海洋微塑料在河口水域、在近海、在生物体、在海滩等等不同的环境介质中存在的浓度和数量。”

  李道季团队还研究了塑料垃圾入海量。研究采用物质流分析法,国内首次建立了中国塑料垃圾进入海洋年输出量的估算模型。根据该团队建立的模型计算结果,每年中国向海洋输入的塑料垃圾量约为几十万吨。“通过将模型计算出的塑料垃圾量与真值比较,模型结果与统计值相差小于8%,模型能够较准确预测中国每年产生的塑料垃圾量。”

  在科研过程中,李道季团队还研究了微塑料如何在海洋表层转移到深层的沉降过程,以及在生物体中如何迁移,特别是从食物链低端到高端的微塑料的累积过程。这对生态环境的风险评估起到了非常重要的作用。同时,他们针对微塑料如何通过大气从陆地输送到海洋、微塑料在不同海洋生物体中的分布、鱼类对微塑料的摄食行为、大洋表层及水体中的微塑料、微塑料降解机制、微塑料表面上携带的微生物组成、微塑料生态毒理学等等领域进行了大量的科学研究。这对人们进一步认识微塑料的生态环境风险、塑料降解的过程等方面具有重要的意义。

  “同时,随着对研究的不断认识和深入,我们可能更需要推动国家在政策方面出台相应的应对措施。”李道季认为,科学研究只是帮助人类认识海洋微塑料污染的现状和在海洋环境中的行为等一系列科学问题,最终解决这个问题还是需要人类减少和杜绝向环境中丢弃塑料污染物、丢弃垃圾等行为。

  “这才是最终的解决方案。”李道季说。

2019年3月12日,李道季在联合国第四次环境大会清洁海洋专题会议上,介绍联合国环境署海洋垃圾热点评估方法白皮书制定内容

  共同守护那一抹蔚蓝

  治理海洋塑料垃圾和微塑料污染,无疑将是一场全球、全人类的战争。

  然而,目前在海洋微塑料的研究方法上,尚存在一些缺陷。李道季记得,2018年7月8日,在生态文明国际论坛2018年年会海洋微塑料研讨会上,他公布了团队的最新研究结果,表明与其他国家相比,中国近海、河口水体中海洋微塑料含量浓度为中等水平。这与2015年美国得出的研究结果“中国塑料入海量全球最多”差异较大。

  “研究结果差异大,很多时候是因为采样工具和方法不同。”李道季说,“这充分反映了当前海洋微塑料研究方法学问题,即当前全球对海洋塑料垃圾和微塑料的来源、运输路径及其生态环境效应的认识还严重不足,研究方法至今没有统一和标准化,并且应对这种海洋环境威胁的研究努力和应对措施,在全球不同区域存在较大差异。”为此他呼吁,尽快推进全球海洋塑料垃圾和微塑料监测技术方法的标准化进程,同时应与国际上相关技术方法接轨。

  除此之外,在李道季看来,海洋微塑料研究仍有一些领域亟待探索。

  “比如,截至目前我们也没有很好的方法来评估海洋微塑料的环境和生态风险;塑料垃圾进入海洋以后,其降解的过程我们还不了解;一部分微塑料的最终去向还有待探索;另外,微塑料的大小如果达到纳米级别,将会产生什么样的影响,需要我们进一步关注和研究等等。”

  有专家认为,微塑料对海洋生物的毒性效应也还存在争议。尽管室内实验表明海洋微塑料能对海洋生物产生多种毒理学效应,但室内模拟实验添加的微塑料数量与真实环境相去甚远,其数据还不能有信服力地用于海洋微塑料的生态和健康风险评估。

  除了集中力量进行科研攻关,微塑料的防范和治理也是科研人员关心的话题。专家纷纷建议,海洋微塑料源于人类对塑料制品的不合理使用和弃置,要在源头和去向上下功夫,例如尽量减少塑料垃圾的产生、研发污水处理过程中对微塑料的拦截和降解处理工艺技术。

  李道季认为,面对现在海洋塑料污染和微塑料问题,一方面需要国家相关部门完善与塑料污染管控相关的法律和措施,建立良好的废弃塑料回收循环利用机制;另一方面需要我们从自身做起,改变日常生活中的一些消费习惯,减少废弃塑料垃圾的产生。

  他提及一件往事。早在2003年,他跟随国外的一个科学考察团到西太平洋进行科学考察。在上船之前,他签署了许多承诺书,其中多条涉及不能在船上随意丢弃垃圾等环保事项。他印象深刻,明显感受到了他们对海洋环境保护意识的重视。

  “海洋为人类的生活发展带来了很多好处,为人类提供了很多的食物来源和度假的场所。过去,人类不断向海洋索取,环保意识相对薄弱。现在很多向海洋、向环境中丢弃垃圾的行为,我看在眼里都是很痛心的。”李道季认为,保护海洋环境是我们每一个人的责任,希望我们共同为守护海洋生态环境做出一份努力。“我想,如果未来我走出去,在国际交往当中,能听到国际上说,‘你们中国的海岸环境非常清洁漂亮’,我就感到非常开心和满足了。”(本刊记者 张惠清)

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