塑料世:地质层中百万年的记忆

http://www.plas.hc360.com2015年04月01日09:14 来源:文汇报T|T

    慧聪塑料网讯:地球地质史在经历了绝大多数动植物与现代物种相似的“更新世(Pleistocene)”之后,又经历了一直延续至现代的最年轻的地质时期“全新世(Holocene)”,接下来又将形成什么样的地质时期呢?

    最近的一些研究发现,由于现代人类对塑料的日益依赖,地球地质层中将永久性地留下“塑料世(Plasticene)”的遗迹……

    从现在开始的100万年以后,当地质学家们破开钢筋混凝土覆盖的地球表面,探索过去文明留下的遗迹时,会有什么样惊人的发现呢?“看这是什么?”一位地质学家惊呼道,裂开的岩石缝隙中,露出一圈黑乎乎的东西,“塑料世化石!”

    现代人类对塑料的痴迷无以复加,日常生活中塑料制品随处可见,塑料这种东西已经开始在我们这个星球的地质环境中留下了抹不去的印迹。如今,人类每年生产的塑料多达3亿吨,其中三分之一在使用后很快被丢弃,成为废物的塑料大部分埋在了垃圾填埋场里,还有相当多的塑料垃圾最终进入了海洋。

    垃圾填埋场里的塑料废物会一直留在那里,直到很久的未来被人类后代发掘出来。但是那些进入海洋的塑料废物呢?其中一些会被海浪冲刷到海滩岸边,或被海洋生物吞进肚里,但大多数会一直留在海洋里被分解成一些细小的碎片残渣。

    这些塑料废物的最终命运究竟会如何,我们还只能有些许模糊的认识,因为我们并不真正清楚,多大数量的塑料污染会令海洋窒息,我们也不真正了解塑料污染对于误食塑料的海洋生物的潜在危害会有多大,我们更不清楚在遥远的未来,这些塑料废物会变成什么模样,是会完全分解,还是会在地球地质层里留下永久性的痕迹?

    “太平洋垃圾带”:每公里废物达10公斤

    受海洋环流活动的影响,在印度洋、南北太平洋和南北大西洋中,形成了五个最大的海洋垃圾带。

    1997年,美国海洋学家查尔斯·摩尔从夏威夷穿过太平洋航行到美国加州时,发现了一大片漂浮着垃圾的海面,塑料污染的严重性才开始引起了人们的关注,那片海区如今被称为“太平洋垃圾带”。很快人们相继发现,其他海区也存在类似的垃圾集中地。

    这样的海洋垃圾带是受海洋环流活动影响而形成的,海洋环流沿着海岸蜿蜒向前,北半球以顺时针方向,南半球以逆时针方向。就像热汤中卷起的面条,被旋转着的洋流卷进去的任何东西,都会在随着洋流的旋转被卷入旋涡中心。最大的五个海洋垃圾集中地分别在印度洋、南北太平洋和南北大西洋中。摩尔今年在太平洋环流中新发现的一处垃圾带,里面堆积的垃圾密集得甚至可以在上面走人。

    “全球70%的海洋垃圾都是塑料。”英国普利茅斯大学海洋生物学家理查德·汤普森说道。

    为了调查海洋塑料污染到底有多严重,美国加州五环流研究所的马库斯·埃里克森领导的调查小组在6年时间里进行了24次海洋实地勘察,他们在勘探船船尾挂上拖网,收集到的海洋垃圾数据比仅靠人们站在船头目测估计的塑料垃圾数量要准确得多。据调查小组估计,在垃圾密度最大的海区,每公里海面塑料废物多达10公斤,相当于800个塑料纯净水瓶子。考虑到海洋的辽阔,海洋垃圾将达到一个惊人的数量!

    “漏网之鱼”塑料微粒都去哪儿了

    一项长达22年的观察资料显示,尽管每年都有大量的塑料垃圾流入海洋,但海洋环流吸收的塑料垃圾数量却并没有增加的趋势。那么,那些塑料垃圾究竟去了哪里?

    最令人惊讶的是,埃里克森和他的小组并未找到更多的塑料。根据欧洲塑料行业的统计数据,塑料产量从上世纪50年代起,每年递增150万吨,到2013年达2.99亿吨。由于用原材料生产塑料比回收旧塑料再生产的成本更低,很多塑料在使用后很快被扔弃。例如,2012年,生产的3200万吨塑料中,再次循环利用的只占其中9%。

    全球每年都有大量的塑料废物流入海洋,但海洋环流吸收的塑料垃圾数量却似乎没有什么变化。美国海洋教育协会的海洋学家卡拉·拉文达·拉乌领导的一个小组,对22年来在北太平洋和加勒比海海区收集到的数据资料进行整理综合后发现,尽管人们丢弃的塑料垃圾日益增多,但观察数据并没有显示海洋塑料垃圾呈增加趋势。那么多的塑料垃圾究竟去了哪里呢?

    答案是:由于阳光和海浪加速了塑料垃圾降解为更细小的碎片和颗粒的过程,塑料的分解速度可能比我们想象的要快得多,消失的那部分塑料仍然存在,不过是以另一种形式,成为悬浮在水体中以更细小塑料微粒构成的“塑料汤”。

    2014年7月,西班牙卡迪斯大学的安德鲁斯·科扎尔和一个国际海洋科学家组成的勘察小组一起,对漂浮在世界各大洋海面上的塑料垃圾碎片进行了估计,总量约为7000吨到35000吨。埃里克森团队的估计数字是,直径小于5毫米的塑料颗粒数量为35500吨。但这两个研究团队的估计数字似乎还是低了,海洋里塑料颗粒的数量应该有100万吨。

    为什么会这样?有几种可能的解释。小于三分之一毫米的微小塑料颗粒会穿过拖网中比它们大的网眼,大量的塑料小颗粒会成为塑料污染调查中的“漏网之鱼”。

    汤普森认为,还有一些塑料可能被冰封在了冰层里,2014年6月,他的团队报告称,在每平方米北极海冰里找到了234个塑料颗粒,密度要比严重污染的环流水域还要大得多。他认为,当海水变成淡水冰层时,一些较小的塑料颗粒会被封存在里面。假如海冰的数量达到600万平方公里,里面封存的塑料废物的数量之巨显然是非常惊人的。如果冰层融化,被困冰中的塑料颗粒将再次返回海洋中。

    最近,汤普森的团队又发现了另一个塑料垃圾集中地。这个研究团队发表的数据表明,多数以纤维形式出现的微小塑料微粒和其他化学聚合物,在大西洋、地中海和印度洋的深海沉积层中的数量是海面塑料垃圾的4倍之多,取样分析数据显示,每立方米海水中所含的塑料颗粒达80万颗之多。样本的数量不多,包括从7个勘测点获得的12份沉积物取芯样本,和4份珊瑚样本,但在他们勘探到的所有地方,都发现了塑料残余物。

    消失的塑料去哪了?深海沉积层是关键谜底吗?考虑到广袤达3亿平方公里的海床,这样的可能性是存在的。有的塑料比重比水重,会沉到水底,有的塑料碎片上依附了浮游植物,或者与其他颗粒污染物粘附在一起,就像飘落的雪花一样缓缓沉入海底,海流活动会加速这一过程。

    确定这一模式并不容易。我们不知道微小的塑料颗粒在海水中的密度,测量所有小于0.5毫米的颗粒,我们没有什么好的办法。但是美国伍兹霍尔海洋研究所的海洋地球化学家特雷西·明瑟想了一个办法,他的研究团队利用一种特别的激光扫描共聚焦显微镜来调查海水中的塑料污染情况。

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