海洋失蹤塑料之謎離解開又近了一步

想到海洋塑料，您可能會想象瓶子和袋子在海浪上搖擺，慢慢漂流到海中。然而，現實更加復雜，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污染海洋表面一個多世紀。

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

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我們新研究開始了解大塊漂浮的塑料一旦進入海洋會發生什么。我們開發了一個計算機模型來模擬這些塑料如何降解、破碎并與被稱為“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 毫米的微塑料的長期命運，這表明塑料只有在分解并達到臨界尺寸閾值后才會與懸浮的細小有機顆粒相互作用。但這個簡單的一維模型沒有考慮其他物理過程，例如洋流。

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

“缺塑料”問題

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

隨著時間的推移，它們會分解成越來越小的碎片，最終變得足夠小，可以附著在海洋雪上并下沉。但這是一個緩慢的轉變。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，科學家們早就注意到了進入海洋的塑料數量與漂浮在水面的塑料數量之間存在令人費解的不匹配。

漂浮的塑料必須通過降解和下沉從海洋表層去除，但到目前為止，這個數字還沒有完全加起來。我們的研究結果有助于解釋這個“缺失塑料”問題。

我們并不是第一個報告微塑料下沉的科學家。但是，通過將微塑料如何與細小懸浮沉積物結合的實驗工作與我們對塑料降解和海洋積雪沉降過程的建模相結合，我們提供了微塑料如何從海洋表面去除的現實估計，這些微塑料是導致塑料缺失的原因。

海洋的天然生物泵，通常被描述為傳送帶，將碳和營養物質從地表輸送到深海。我們的研究表明，同樣的過程也會移動塑料。

但是，存在潛在成本。隨著全球塑料產量的持續上升，生物泵可能會變得過載.如果過多的微塑料附著在海洋雪上，它們可能會干擾海洋儲存碳的效率——這種影響可能會對海洋生態系統甚至氣候調節產生影響。

污染傳送帶

微塑料污染不是短期問題。即使我們今天實現了零塑料垃圾，海洋表面也會在幾十年內受到污染。

為了有效解決這個問題，我們需要長遠的思考，而不僅僅是海灘或海洋的清理。政策需要在每個階段解決塑料的生產、使用和處置問題。了解塑料如何在海洋系統中移動是實現這一目標的關鍵一步。

大型、有浮力的塑料制品會在幾十年內降解，并會在移動過程中脫落微塑料。這些微小的碎片最終可能會沉入海底，但前提是要經歷海洋積雪的附著和釋放的多個循環，這個過程可能需要幾代人的時間。

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源。

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

凱特·斯賓塞，環境地球化學教授，倫敦瑪麗女王大學和吳楠， 生態建模師， 博士后研究員，英國南極調查局;倫敦瑪麗女王大學

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