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新發現!塑料污染可能構成“地球邊界威脅”?

來源:擺脫塑縛 作者: 人氣: 發布時間:2022-03-30 09:15:26

塑料的制造、使用和處置可能會影響地球生態系統的正常運作,這是一個已被普遍認知的事實。如今,日益嚴重的海洋塑料污染不僅影響人類社會的發展,還會對海洋生物體、生物群落乃至整個地球生態系統的功能產生負面影響。

近期發表在《海洋政策》期刊上的研究報告《海洋塑料污染構成地球邊界威脅——可持續發展難題中的漂流物》(下稱報告)解釋道,海洋塑料污染已經滿足成為地球邊界的兩大條件,是潛在的地球邊界威脅。

什么是地球邊界?

人類活動正在越來越多地影響地球的生物和物理軌跡,其導致的包括海洋塑料污染在內的“新實體”,正在給地球科學研究帶來前所未有的挑戰。

什么是新實體?斯蒂芬等人將新實體定義為“具有潛在地球物理和/或生物效應的新物質”?茖W家認為,當新實體表現出持久影響力、大規模分布以及影響重要地球系統過程的潛力時,它們就會成為全球關注的環境問題焦點。

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基于預防性原則而提出的新概念“地球邊界”(Planetary Boundaries)由此應運而生!暗厍蜻吔纭笔侵赣脕斫缍ㄈ颉鞍踩\行空間”(safe operating space)的邊界值。其目的是通過定義人類需要控制的變量,設定臨界值,降低人類活動超出地球系統臨界值的風險,從而維持地球系統及人類社會的正常運作。

并非所有的威脅都有必要成為“地球邊界”?茖W家提出,人類需要控制的變量可以根據持久性有機污染物、重金屬或塑料等化學品的排放、濃度或影響來定義;瘜W污染和新實體應當滿足三大條件,才能被納入地球邊界:

(1)不可或難以逆轉;

(2)問題須達到全球規模,其影響可被發現;

(3)對地球系統過程帶來破壞性影響。

報告強調,海洋塑料污染已滿足前兩個條件,是否滿足第三個條件,有待進一步研究。

海洋塑料污染的暴露和影響不可逆轉

報告指出,海洋塑料的環境暴露帶來的影響不可逆轉。在自然環境中,塑料隨處可見,生物圈、冰凍層、海底沉積層甚至大氣層都能看到塑料的身影,而大多數管理不善的塑料最終會泄入海洋。據估計,海洋中漂浮著至少5萬億個塑料碎片,大量清除這些塑料根本不可能,特別是微塑料。除了大顆粒塑料的風化分解,紡織纖維的分解也是海洋中微塑料的重要來源。

因此,即使大顆粒塑料輸入量大幅減少,海洋中微塑料和納米塑料殘渣的數量仍會繼續增加。此外,在風、表層洋流、海洋環流以及微生物攝入和排出的作用下,海洋塑料會從源頭流出,分布全球。這些促進海洋塑料全球分布的途徑也不可逆轉。

海洋塑料污染對環境的影響基本上無法逆轉。塑料可作為固著物種的培養基,活動生物的臨時落腳點,以及外來入侵物種和持久性有機污染物的傳播媒介。無論大小,每個塑料顆粒都具有運輸生物體、重新分配有害物質、改變生態系統的組成和功能以及改變遺傳多樣性的能力,這種特點也是無法改變的。

海洋塑料污染已成為全球問題

化學污染需要達到全球規模,其地球邊界威脅才會被承認,這需要滿足以下四種情形:

• 在全球范圍內,污染物的濃度幾乎是均勻的;

• 影響在全球迅速擴散;

• 污染物的影響能在全球層面上觀察;

• 污染物暴露和產生影響之間存在時間差。

上面已經提過,在風、海水、生物等作用下,海洋塑料會在全球范圍均勻分布。剩下三個情形海洋塑料污染能否滿足,取決于所討論的影響類型以及“全球規模影響”的定義。

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海洋塑料污染的影響可分為三類:直接影響、間接影響和連鎖影響。

海洋塑料污染會對生物體造成直接影響,如塑料的攝入和殘留。這通常被看作是局部問題,但隨著這種影響的不斷積累,如今已全球可見,因此也越來越多地被視作全球問題。在這一影響層面,海洋塑料污染從暴露(即到達海洋)到產生影響之間的時間間隔通常很短,但通過海水和生物的流動,海洋塑料得以在全球均勻分布,其影響范圍得到延伸,因此暴露和最終造成影響之間就會存在時間差。

間接影響則是指海洋塑料作為其他污染物的媒介對海洋生態系統產生的影響,連鎖影響是指多時空、跨生態系統的系統性影響,這兩種都可能是全球性影響。

報告指出,塑料顆粒的攝入和轉移貫穿整個海洋食物鏈,在細胞、器官系統等亞細胞層面、生物個體層面和生態群落等層面都會產生影響,帶來生態和營養問題。塑料生產過程中添加的增塑劑、阻燃劑、染料等物質,以及海水中吸附到塑料表面的其它化學物質,都是海洋塑料顆粒有害影響的來源。通過整個食物網的交叉互動,這些有害物質會在生物體內積累。

另有研究指出,大量攝入微塑料會對海洋生物的能量分配、繁殖能力等產生不利影響,進而影響整個營養鏈和碳循環。塑料還可能通過改變物理環境影響生物群落。報告表示,海灘沉積物中含有大量微塑料,可能會改變海水的特性、營養物質的流動以及下層海水的溫度,對海洋生物的生存和繁殖產生不良影響。對繁殖能力產生影響,對食物鏈更高級生物產生影響,這些都具有滯后性。

海洋塑料污染對地球系統過程是否有破壞性影響還有待研究

報告最后強調,破壞性影響有很多不同的定義方式。海洋塑料污染對重要的地球系統過程有沒有影響、怎么影響,還是說這些影響被吸收和減弱了,這些都還不確定。解決這個問題需要精確的假設和理論模型,并在未來的海洋觀測研究和實驗中檢驗。

全球碳循環是地球系統的生物物理基礎之一,它將海洋過程與大氣、生物圈和陸地環境聯系起來,在平衡氣候系統方面發揮著至關重要的作用。報告提出,未來可以從碳循環入手,弄清楚海洋塑料污染影響海洋碳封存能力的機制到底是什么。

如果因為塑料的存在,使得作為海洋生態系統功能基礎的生物過程發生了改變,那么海洋塑料污染就有可能通過生物手段破壞碳的長期儲存。海洋塑料污染可能促進海洋種群的繁榮,也可能導致其數量大幅下降甚至是滅絕。這些大規模的生態群落變化可能導致碳和其他營養元素的循環達到臨界值,從而影響重要的地球系統過程。

海洋塑料污染也可能會通過生物物理手段破壞碳封存。聚苯乙烯微粒會改變海洋浮游動物糞便顆粒的特性和下沉速率,對水中碳和營養物質的流動、全球的生物地球化學循環以及未來的營養鏈產生影響。

即便剔除僅進入海洋表層的大部分塑料,海洋塑料殘留物的數量估計已達到 8600 萬噸到 1.5 億噸之間,它們最終會堆積在岸邊或者海底。這種簡單的物理堆積掩埋也可能會改變長期的碳封存。

海洋塑料污染是全球可持續發展的難題,將其納入地球邊界框架不僅可以加深人們對塑料污染影響的認識,動員人們采取行動,還可以為政策的發展和實施提供共同框架,為全球生態的監測、評估和管理提供動力。不管是否被納入地球邊界框架,海洋塑料污染與全球進程都是密切相關的,我們需要提前制定管理對策。

(編輯:逍遙客)

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