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越洋万里追踪“微塑料”

发布时间:2020-04-04

前不久,中国第36次南极考察队在积雪样品中发现微塑料的消息引发社会关注。

“我们团队的成员参与了此次调查,这些微塑料还需进一步检测才能确认其属性和来源。”自然资源部第一海洋研究所研究员孙承君告诉记者,可以确定的是,从近海到大洋,从赤道到南北两极,从海洋表层到万米深海,微塑料无处不在。

海洋微塑料污染已成为世界性的环境问题。近年来,孙承君和她的团队在海洋一所的支持下,致力海洋微塑料调查检测研究,在学科发展、人才培养、实验室平台建设等方面取得了一系列重要成果。

首次在南极发现微塑料

据了解,目前全球每年生产的塑料超3亿吨,其中70%会变成塑料废物,每年有数百万吨塑料垃圾进入海洋。塑料化学性质较稳定,难以降解,可以在海里存在数百年甚至数千年,对海洋生态环境造成严重影响。微塑料是直径小于5毫米的塑料碎片和颗粒,有的甚至是纳米级。因此,海洋环境中的微塑料肉眼难以分辨,被科学家比作海洋中的“PM2.5”。

2018年1月,孙承君搭乘“向阳红01”船执行中国大洋46航次第4航段科考任务时,在南极周边海水中发现了微塑料,这是中国科学家首次在南极海域发现微塑料。

孙承君参加中国第 34 次南极考察

“当时,我们在南极鲍威尔海盆通过船载泵,采集了500升表层海水,浓缩后过滤至滤膜上,用显微镜发现了五六个直径小于0.3毫米的微塑料,之后在实验室作了成分确认。”孙承君说,南极区域被称为地球上最后一片净土,微塑料的发现表明人类活动造成的污染已遍布全球各个角落。

极地区域的微塑料从何而来?又将流向何处?这是孙承君和她的团队关注的问题。为此,研究团队先后参加了中国第9、第10次北极科学考察和中国第34、第35、第36次南极考察,获取到大量样品和数据。

“目前,两极区域微塑料调查研究尚处于起步阶段。开展两极区域微塑料的组成和分布研究,可以进一步揭示极地微塑料分布特征和规律,对评估区域微塑料的生态环境影响具有重要意义。科研人员需要不懈努力,才能完成这项艰巨的任务。”孙承君表示。

考察足迹遍布各大洋

不仅在南北两极,我国近海的微塑料调查工作早在3年前便展开了。2016年,科技部在近海启动了涵盖水体、海滩、海底和生物体的微塑料研究重点研发计划;2017年,我国微塑料监测调查拓展至深海大洋和南北极区域。

从2017年开始,海洋一所微塑料研究团队先后在青岛胶州湾和一所主导的中国近海综合科学考察航次中开展了微塑料调查和微塑料环境行为研究。此外,团队通过实验室模拟和现场实验,还开展了微塑料对典型污染物的富集特征研究,并首次分析了中国南北方两个气候带不同海域长时间尺度下,不同组分微塑料表面生物膜的群落结构特征,为探讨微塑料在海洋环境中的变化趋势及其对海洋环境的生态影响提供了理论依据。同时,孙承君和她的团队围绕西沙群岛珊瑚礁系统环境中水体、鱼类及珊瑚中微塑料分布特征,深入探索珊瑚礁系统中微塑料的环境行为,相关成果已发表在《环境科学与技术》《海洋污染通报》《总环境科学》等国际知名期刊上。

时至今日,孙承君和她的研究团队足迹遍布太平洋、印度洋、大西洋和极区海域。大量调查和检测发现,海洋中的微塑料主要包括有色微塑料和透明微塑料,其化学成分包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙、聚氨酯、聚氯乙烯等。

“微塑料大多通过陆源输入、海上运输、海水养殖等途径进入海洋。事实上,不同区域微塑料的化学成分和丰度存在较大差异,洋流运动、输入途径、环境状况等因素都会影响其分布和运移。我们希望摸清微塑料在海洋中的分布规律及影响因素,为海洋微塑料治理提供依据。”孙承君说。

为此,研究团队联合海洋一所内不同学科研究人员,如物理海洋、海洋地质、海洋化学等专业力量,在调查站位设计等方面科学统筹,共同参与包括水体、大气、生物和沉积物在内的综合海洋微塑料调查,取得了良好效果,形成了调查检测的合力。

未雨绸缪探求防控之道

短短几年,团队相继添置了显微红外光谱仪、显微拉曼光谱仪、超高分辨冷场发射扫描电镜等设备,构建了海洋微塑料检测与环境效应研究平台。并在基于微塑料监测检测方法及不同海域微塑料调查的数据基础上,建立了微塑料信息数据库。团队在海洋微塑料调查方面取得了诸多成果,形成了一整套完备的技术方法和检测体系,拥有了不同介质中微塑料的采集和预处理技术,以及微塑料的定性定量规范分析方法。

截至目前,研究团队已在国内外知名期刊发表微塑料相关论文10余篇,并与韩国、东南亚国家、德国、英国等相关研究单位建立了良好合作关系。

“就目前掌握的海洋微塑料丰度而言,尚未发现明显的生态毒性,但其对海洋生态的潜在隐患不容忽视。”孙承君说,我们现在做的更多是未雨绸缪的工作,包括开展调查研究,全面掌握微塑料在海洋中的分布特征和迁移规律,查明其对海洋生态系统的危害机制,有助于找到切实可行的管控防治之道,推进我国融入全球海洋微塑料调查和国际治理。

海洋微塑料源于人类对塑料制品的不合理使用,更需在源头上下功夫,如开展科普宣传、出台相关法律法规。“微塑料对生态环境的影响绝非危言耸听,我们要从现在做起,倡导全社会减少塑料垃圾的产生。”孙承君说。



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