新發(fā)現(xiàn)！塑料污染可能構(gòu)成“地球邊界”威脅？

塑料的制造、使用和處置可能會(huì)影響地球生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)作，這是一個(gè)已被普遍認(rèn)知的事實(shí)。如今，日益嚴(yán)重的海洋塑料污染不僅影響人類社會(huì)的發(fā)展，還會(huì)對(duì)海洋生物體、生物群落乃至整個(gè)地球生態(tài)系統(tǒng)的功能產(chǎn)生負(fù)面影響。

近期發(fā)表在《海洋政策》期刊上的研究報(bào)告《海洋塑料污染構(gòu)成地球邊界威脅——可持續(xù)發(fā)展難題中的漂流物》（下稱報(bào)告）解釋道，海洋塑料污染已經(jīng)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(dòng)正在越來越多地影響地球的生物和物理軌跡，其導(dǎo)致的包括海洋塑料污染在內(nèi)的“新實(shí)體”，正在給地球科學(xué)研究帶來前所未有的挑戰(zhàn)。

什么是新實(shí)體？斯蒂芬等人將新實(shí)體定義為“具有潛在地球物理和/或生物效應(yīng)的新物質(zhì)”?？茖W(xué)家認(rèn)為，當(dāng)新實(shí)體表現(xiàn)出持久影響力、大規(guī)模分布以及影響重要地球系統(tǒng)過程的潛力時(shí)，它們就會(huì)成為全球關(guān)注的環(huán)境問題焦點(diǎn)。

基于預(yù)防性原則而提出的新概念“地球邊界”（Planetary Boundaries）由此應(yīng)運(yùn)而生?！暗厍蜻吔纭笔侵赣脕斫缍ㄈ颉鞍踩\(yùn)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(shè)定臨界值，降低人類活動(dòng)超出地球系統(tǒng)臨界值的風(fēng)險(xiǎn)，從而維持地球系統(tǒng)及人類社會(huì)的正常運(yùn)作。

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

（1）不可或難以逆轉(zhuǎn)；

（2）問題須達(dá)到全球規(guī)模，其影響可被發(fā)現(xiàn)；

（3）對(duì)地球系統(tǒng)過程帶來破壞性影響。

報(bào)告強(qiáng)調(diào)，海洋塑料污染已滿足前兩個(gè)條件，是否滿足第三個(gè)條件，有待進(jìn)一步研究。

海洋塑料污染的暴露和影響不可逆轉(zhuǎn)

報(bào)告指出，海洋塑料的環(huán)境暴露帶來的影響不可逆轉(zhuǎn)。在自然環(huán)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(shù)管理不善的塑料最終會(huì)泄入海洋。據(jù)估計(jì)，海洋中漂浮著至少5萬(wàn)億個(gè)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(fēng)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?jiān)臄?shù)量仍會(huì)繼續(xù)增加。此外，在風(fēng)、表層洋流、海洋環(huán)流以及微生物攝入和排出的作用下，海洋塑料會(huì)從源頭流出，分布全球。這些促進(jìn)海洋塑料全球分布的途徑也不可逆轉(zhuǎn)。

海洋塑料污染對(duì)環(huán)境的影響基本上無(wú)法逆轉(zhuǎn)。塑料可作為固著物種的培養(yǎng)基，活動(dòng)生物的臨時(shí)落腳點(diǎn)，以及外來入侵物種和持久性有機(jī)污染物的傳播媒介。無(wú)論大小，每個(gè)塑料顆粒都具有運(yùn)輸生物體、重新分配有害物質(zhì)、改變生態(tài)系統(tǒng)的組成和功能以及改變遺傳多樣性的能力，這種特點(diǎn)也是無(wú)法改變的。

海洋塑料污染已成為全球問題

化學(xué)污染需要達(dá)到全球規(guī)模，其地球邊界威脅才會(huì)被承認(rèn)，這需要滿足以下四種情形：

? 在全球范圍內(nèi)，污染物的濃度幾乎是均勻的；

? 影響在全球迅速擴(kuò)散；

? 污染物的影響能在全球?qū)用嫔嫌^察；

? 污染物暴露和產(chǎn)生影響之間存在時(shí)間差。

上面已經(jīng)提過，在風(fēng)、海水、生物等作用下，海洋塑料會(huì)在全球范圍均勻分布。剩下三個(gè)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(guī)模影響”的定義。

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(huì)對(duì)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(dá)海洋）到產(chǎn)生影響之間的時(shí)間間隔通常很短，但通過海水和生物的流動(dòng)，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(huì)存在時(shí)間差。

間接影響則是指海洋塑料作為其他污染物的媒介對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，連鎖影響是指多時(shí)空、跨生態(tài)系統(tǒng)的系統(tǒng)性影響，這兩種都可能是全球性影響。

報(bào)告指出，塑料顆粒的攝入和轉(zhuǎn)移貫穿整個(gè)海洋食物鏈，在細(xì)胞、器官系統(tǒng)等亞細(xì)胞層面、生物個(gè)體層面和生態(tài)群落等層面都會(huì)產(chǎn)生影響，帶來生態(tài)和營(yíng)養(yǎng)問題。塑料生產(chǎn)過程中添加的增塑劑、阻燃劑、染料等物質(zhì)，以及海水中吸附到塑料表面的其它化學(xué)物質(zhì)，都是海洋塑料顆粒有害影響的來源。通過整個(gè)食物網(wǎng)的交叉互動(dòng)，這些有害物質(zhì)會(huì)在生物體內(nèi)積累。

另有研究指出，大量攝入微塑料會(huì)對(duì)海洋生物的能量分配、繁殖能力等產(chǎn)生不利影響，進(jìn)而影響整個(gè)營(yíng)養(yǎng)鏈和碳循環(huán)。塑料還可能通過改變物理環(huán)境影響生物群落。報(bào)告表示，海灘沉積物中含有大量微塑料，可能會(huì)改變海水的特性、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流動(dòng)以及下層海水的溫度，對(duì)海洋生物的生存和繁殖產(chǎn)生不良影響。對(duì)繁殖能力產(chǎn)生影響，對(duì)食物鏈更高級(jí)生物產(chǎn)生影響，這些都具有滯后性。

海洋塑料污染對(duì)地球系統(tǒng)過程是否有破壞性影響還有待研究

報(bào)告最后強(qiáng)調(diào)，破壞性影響有很多不同的定義方式。海洋塑料污染對(duì)重要的地球系統(tǒng)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(gè)問題需要精確的假設(shè)和理論模型，并在未來的海洋觀測(cè)研究和實(shí)驗(yàn)中檢驗(yàn)。

全球碳循環(huán)是地球系統(tǒng)的生物物理基礎(chǔ)之一，它將海洋過程與大氣、生物圈和陸地環(huán)境聯(lián)系起來，在平衡氣候系統(tǒng)方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。報(bào)告提出，未來可以從碳循環(huán)入手，弄清楚海洋塑料污染影響海洋碳封存能力的機(jī)制到底是什么。

如果因?yàn)樗芰系拇嬖?，使得作為海洋生態(tài)系統(tǒng)功能基礎(chǔ)的生物過程發(fā)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(zhǎng)期儲(chǔ)存。海洋塑料污染可能促進(jìn)海洋種群的繁榮，也可能導(dǎo)致其數(shù)量大幅下降甚至是滅絕。這些大規(guī)模的生態(tài)群落變化可能導(dǎo)致碳和其他營(yíng)養(yǎng)元素的循環(huán)達(dá)到臨界值，從而影響重要的地球系統(tǒng)過程。

海洋塑料污染也可能會(huì)通過生物物理手段破壞碳封存。聚苯乙烯微粒會(huì)改變海洋浮游動(dòng)物糞便顆粒的特性和下沉速率，對(duì)水中碳和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流動(dòng)、全球的生物地球化學(xué)循環(huán)以及未來的營(yíng)養(yǎng)鏈產(chǎn)生影響。

即便剔除僅進(jìn)入海洋表層的大部分塑料，海洋塑料殘留物的數(shù)量估計(jì)已達(dá)到 8600 萬(wàn)噸到 1.5 億噸之間，它們最終會(huì)堆積在岸邊或者海底。這種簡(jiǎn)單的物理堆積掩埋也可能會(huì)改變長(zhǎng)期的碳封存。

海洋塑料污染是全球可持續(xù)發(fā)展的難題，將其納入地球邊界框架不僅可以加深人們對(duì)塑料污染影響的認(rèn)識(shí)，動(dòng)員人們采取行動(dòng)，還可以為政策的發(fā)展和實(shí)施提供共同框架，為全球生態(tài)的監(jiān)測(cè)、評(píng)估和管理提供動(dòng)力。不管是否被納入地球邊界框架，海洋塑料污染與全球進(jìn)程都是密切相關(guān)的，我們需要提前制定管理對(duì)策。

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編輯：李銳、擺脫塑縛